被蚊虫叮咬时，人类感觉灵敏，会立刻伸手拍打。而扎根土地的植物，面对害虫又会如何反应？没有神经系统，也无法逃离，植物却有自己的感知和防御方式。当一只稻绿蝽刺吸水稻时，原本用来帮助消化的唾液，就可能暴露它的行踪，触发水稻体内的“警报”。

北京时间11月12日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心陈晓亚院士团队联合万里研究团队，揭示了植物察觉昆虫侵害、启动防御的一种新机制，相关成果发表于《自然》，为探索利用植物自身防御能力开展害虫绿色防治提供了新思路。

捕捉害虫“入侵”的蛛丝马迹

这项研究的线索，来自田间一种成群出现的害虫。

“稻绿蝽会聚集在水稻穗部，刺吸谷粒的浆液。”论文第一作者、中国科学院分子植物卓越创新中心博士后郭晓祥介绍，这种害虫食性广，水稻、玉米、棉花等都是它的取食对象。它个头较大，唾液中的蛋白质也很丰富，吸引了团队的注意。

稻绿蝽一类的害虫取食时并非只是刺破植物、吸走汁液，它还会分泌消化酶，帮助分解植物体内的物质。团队将目光投向稻绿蝽唾液中的一种T2核糖核酸酶，它像一把“分子剪刀”，能够切割水稻中的RNA。

有趣的是，“分子剪刀”工作时，也留下了痕迹。研究发现，RNA被分解后产生的一类小分子，会被水稻中的NIB1蛋白捕捉。用郭晓祥的比喻来说，这些小分子就像“报警信号”，NIB1则像接收信号的“感应器”。害虫本为获取营养而分泌的消化酶，就这样成为水稻察觉其“入侵”的线索。

接到信号后，NIB1会在细胞核内形成凝聚体，并招募免疫相关蛋白，推动防御反应。这里的“感觉”，并非人被叮咬时的痒或痛，而是分子层面的识别与响应。

这条信号链如何得到验证？团队发现，敲除NIB1后，水稻的抗虫能力减弱；提高其表达水平，则能增强抗虫能力。进一步改变NIB1识别信号或形成凝聚体的关键部位，也会影响其防御功能。通过这些实验，研究人员逐步确认了这一“感应器”的作用。

获得可靠结果的前提，是有稳定的实验虫源。养虫也让团队吃过不少苦头：饲料需要仔细清洗处理，培养环境要保持通风，节假日也得轮班照料。野外采集难以保证持续供应，虫子的大小和发育阶段也不一致，这些看似琐碎的工作，关系着实验能否重复验证。

利用“报警信号”

增强植物抗虫“免疫力”

既然水稻能够识别这些小分子，能否借用“报警信号”，帮助它提前做好防御准备？

团队尝试从外部施用相关小分子类似物，在实验室和小规模田间试验中观察到水稻抗虫能力增强。这让“免疫诱导剂”成为值得探索的方向：通过激活植物自身防御，提高其应对害虫的能力。

不过，“免疫力”并非越强越好。研究中，持续提高NIB1表达水平虽然增强了抗虫能力，也影响了水稻生长。防御需要投入资源，植物必须在抵御侵害与生长发育之间保持平衡。

陈晓亚在采访中强调，免疫防御与生长发育“总是一个平衡”。相较于持续维持较强防御，如何在需要时诱导植物启动反应，是后续研究需要考虑的问题。相关信号能发挥多久的作用、不同田间条件下效果如何、是否影响产量，都还需要进一步验证。

团队还在其他植物与害虫的相互作用中发现了相关机制的线索，但这并不意味着同一种处理方式能对所有植物、所有害虫取得相同效果。目前的发现，为开发免疫诱导剂提供了依据，距离形成可推广的防治产品仍有研究工作要做。

“植物很聪明，昆虫也很聪明。”陈晓亚说。植物如何区分自身产生的信号与害虫带来的信号，害虫又会怎样应对植物的防御？这次研究打开了一扇窗口，双方之间持续发生的适应与反制，还有许多细节等待揭开。

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