煙草粉蝨（Bemisia tabaci）如何打敗十字花科的防禦系統

 

煙草粉蝨。圖片來源：維基百科

煙草粉蝨（silverleaf whitefly，Bemisia tabaci），也稱為銀葉粉蝨，是很常見也很重要的害蟲。牠對於許多農藥都有抗性。根據維基百科，煙草粉蝨有大約24種，但從型態上很難區別。煙草粉蝨被列為世界百大入侵種之一，本身以吸食植物篩管的汁液維生，造成葉片上出現壞死斑點，同時也會在葉片上留下分泌物（honeydew）、引發黴菌感染，多種病毒也以牠為媒介。

十字花科（如白菜、高麗菜等）的植物都會合成所謂的「芥末油炸彈」--它們在植物受到傷害時，會因為接觸到水解酶而被分解為異硫氰酸酯（isothiocyanate）。異硫氰酸酯對大部分的昆蟲都具有毒性，但煙草粉蝨卻一點也不怕它。

最近普朗克研究所的研究團隊發現了為什麼煙草粉蝨不怕「芥末油炸彈」的原因。

圖片來源：Nature Chem. Biol.

原本植物合成的「芥末油炸彈」內含的前毒素（稱為protoxin，如上圖）在植物受傷（如被啃咬或刺破）時，前毒素會被水解酶分解切掉葡萄糖（Glc），產生具有毒性的異硫氰酸酯；但煙草粉蝨卻具有兩個屬於糖苷水解酶家族的酵素，可以將前毒素加上更多的葡萄糖。被加上更多葡萄糖的前毒素無法被植物本身的水解酶辨識，所以就不會被分解，於是就不會產生異硫氰酸酯了。

過去有研究發現，煙草粉蝨在感染植物時，會讓植物釋放出錯誤的信息，使附近的植物啟動錯誤的防禦途徑（應該要啟動茉莉酸途徑，卻啟動了水楊酸途徑），同時也抑制了正確的防禦途徑，讓植物們反而變得更容易被煙草粉蝨感染。這篇研究進一步發現，牠還可以抑制十字花科的防禦系統...到底有什麼是牠不會的？

參考文獻：

Osnat Malka et. al., 2020. Glucosylation prevents plant defense activation in phloem-feeding insects. Nature Chemical Biology.