植物能發現自己被咬喔！

 

圖片來源：維基百科

俗話說：「大魚吃小魚，小魚吃蝦，蝦吃泥。」但是否曾經想過，生活在食物鏈底層是不是就要乖乖的被吃掉？還是牠們仍然會抵抗呢？

過去發現，植物是會抵抗的！最早發現被甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）啃咬的植物，會辨認一種稱為誘導素（volicitin）的化學物質，從而啟動防禦反應。誘導素是由植物本身的亞麻酸（linolenic acid）或亞油酸（linoleic acid）與昆蟲所產生的胺基酸穀胺醯胺（glutamine）反應後所產生的化合物。後來也發現被蚱蜢啃咬的植物會產生蚱蜢素（caeliferins），也會啟動類似的反應。另外，被秋行軍蟲（Spodoptera frugiperda）啃咬後的豇豆（Vigna unguiculata），會產生稱為「inceptin」的小分子肽，來啟動植物的防禦反應。

inceptin由十一個胺基酸組成，為植物葉綠體ATP合成酶的γ次單元分解得來的產物。過去的研究發現，每片葉片只需要一毫微微摩爾（飛摩爾，fmol，10^-15 mole）的inceptin，便可以啟動植物分泌乙烯（ethylene）、水楊酸（salicylic acid）與茉莉酸（jasmonic acid）。但植物用什麼受器去感受誘導素、蚱蜢素或是inceptin，目前並不清楚。

最近加大聖地牙哥分校的研究團隊發現了inceptin的受體。研究團隊利用對inceptin有反應的豇豆品系與對inceptin沒有反應的豇豆品系雜交後所產生的重組自交品系（recombinant inbred line）來找到染色體上與inceptin反應相關的位址，再進一步分析最後得到inceptin受體INR。

INR具有富含白胺酸的重複序列（LRR，Leucine-rich repeat），將INR轉殖到煙草中，再讓秋行軍蟲啃咬轉殖煙草，也會啟動防禦反應。雖然所有的植物都有葉綠體ATP合成酶的γ次單元，但inceptin與INR之間的反應似乎並不是一種通用的反應（例如豇豆中就有對inceptin不反應的品系）。希望未來可以找到誘導素與蚱蜢素的受器，如此一來我們便可以更瞭解植物究竟如何對不同的害蟲啃咬作出反應。

參考文獻：

Adam D. Steinbrenner, Maria Muñoz-Amatriaín, Antonio F. Chaparro, Jessica Montserrat Aguilar-Venegas, Sassoum Lo, Satohiro Okuda, Gaetan Glauser, Julien Dongiovanni, Da Shi, Marlo Hall, Daniel Crubaugh, Nicholas Holton, Cyril Zipfel, Ruben Abagyan, Ted C. J. Turlings, Timothy J. Close, Alisa Huffaker, Eric A. Schmelz. A receptor-like protein mediates plant immune responses to herbivore-associated molecular patterns. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020; 202018415 DOI: 10.1073/pnas.2018415117