Science | 于浩等发现二次有机气溶胶介导植物间互作和防御反应

当植物受到植食性昆虫侵害时，会向大气中释放挥发性有机化合物（volatile organic compounds, VOCs）。VOCs在植物间的相互作用中起着至关重要的作用，植物可以感知到相邻植物发出的警告信号并防御即将到来的虫害。植物排放的VOCs有些在大气中会被氧化，形成二次有机气溶胶（secondary organic aerosols, SOAs）。在VOCs氧化成SOAs后，它们所介导的生态功能是否仍然存在?

近日，东芬兰大学于浩等在Science发表了题为Biogenic secondary organic aerosol participates in plant interactions and herbivory defense的研究论文。该研究发现，植物释放的挥发性有机化合物（VOCs）被氧化形成二次有机气溶胶（SOAs）后，仍然可介导植物间的相互作用和防御反应。

该研究发现，当欧洲赤松受到大松象鼻虫的侵害时，会释放VOCs，这些VOCs能够激活同种相邻植物的防御机制。VOCs在氧化形成SOAs后，其生态功能仍然存在。进一步的分析表明，SOAs的化学成分和浓度可能决定了它们的生态功能。考虑到SOAs的形成速率、其相较于VOCs的较长寿命以及大气气团的传输，可以推断SOAs能够在更远的距离上介导植物间的相互作用。一个重要的发现是，植物在接收到VOCs和SOAs信号时，会采用不同的防御策略，但最终的抗虫效果相似。这一观察表明，植物可能拥有复杂的感知系统，使它们能够根据不同类型的化学信号调整防御机制。该研究为空气化学信号在植物间相互作用中的功能提供新的见解，并有望为环境生态学及其相关学科开辟一个全新的研究领域。

东芬兰大学博士研究生于浩（现为伯尔尼大学博士后）为论文的第一作者和通讯作者。合作者包括东芬兰大学James D. Blande教授，Annele Virtanen教授，Angela Buchholz博士，Iida Pullinen博士，李梓君博士（现为昆士兰科技大学博士后）和Silja Saarela。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado6779