植物挥发物（volatile organic compounds）可匡助植物抵当生物和非生物钳制，影响临近植物的生长和防御，在调节植物和虫豸种群动态和群落构成方面起到主要感化。以往研究更多的存眷叶片挥发物的释放过程、感化机制和生态效应，忽略了根部挥发物在调节植物-植物互作和植物-虫豸互作的主要性。
中国科学院武汉植物园入侵生态学学科组与瑞士伯尔尼大学、德国马普化学生态研究所合作，以入侵植物黑点矢车菊为研究对象，经由气相色谱质谱剖析和转录组测序等剖析手艺，发现黑点矢车菊根部释放大量倍半萜类物质，其首要成分为(E)-β-Caryophyllene，释放速度为3μg/g/h；这些倍半萜类物质的合成首要是由6种倍半萜合成酶掌握，个中CsTPS4和CsTPS5合成酶起首要感化。经由竞争实验和生物测定等研究手段，研究发如今没有虫豸取食临近植物的情形下，黑点矢车菊根部释放的倍半萜类物质可显著提高部门临近植物的种子萌发和个别生长；但在有虫豸取食临近植物的情形下，这些倍半萜类物质的释放显著促进了虫豸在临近植物上的取食风险水平，反而按捺临近植物的生长。这些研究究竟表明，植物根部挥发物在调节植物-植物互作、植物-虫豸互作中同样施展着十分主要的感化。研究还提出，入侵植物不光能够经由资源竞争按捺内陆植物，还能够经由植物间的化学信息交流来改变内陆植物与虫豸的互作关系，进而按捺内陆植物，降低生物多样性。
相关功效揭橥在Plant Cell & Environment上。该研究获得了国度重点研发规划、国度天然科学基金、欧盟玛丽居里动作规划等帮助。
图1.黑点矢车菊根部倍半萜类物质合成酶的表达以及首要倍半萜类物质(E)-β-Caryophyllene和daucadiene的含量
图2.黑点矢车菊根部倍半萜类物质对临近植物种子萌发和个别生长的影响
图3.黑点矢车菊根部倍半萜类物质对临近植物与虫豸互作关系的影响
