植物没有真正意义上的神经系统，当被虫子咬了，却能敏锐察觉并迅速拉响防御警报。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联合万里研究员团队，在国际权威期刊《自然》发表研究成果，揭示植物识别昆虫侵害、开启自我保护的全新广谱机制，为培育抗虫新品种和开发新型植物疫苗提供了新思路。

病虫害损失高达40%

病虫害是农业生产的重大威胁。据估算，全球农作物因病虫害造成损失高达40%，虫害和病害各占一半。植物无法像动物一样逃跑躲避害虫，只能依靠自身免疫系统识别危险，这一奇妙过程一直是科学界关注的谜题。

此次研究的主要对象是稻绿蝽，也就是俗称的“臭大姐”。这种害虫会成群聚集在水稻、玉米和多种果蔬上，用口器刺破植物细胞，向植株内部释放消化酶，再吸食营养汁液，直接造成粮食减产。

农作物自带“防虫警报”

研究发现，稻绿蝽取食时会分泌一种核酸酶，它就像一把分子剪刀，切割降解水稻的核酸。虫子本意是获取营养，却意外产生了具有免疫活性的小分子。而这些小分子，恰恰暴露了踪迹，为植物留下“预警信号”。

水稻体内的一种核酸结合蛋白捕捉到预警信号后，会招募免疫蛋白，开启防御“开关”——有的植物会合成特殊代谢化合物，让害虫“不爱吃”；还有的会加厚细胞壁，让作物口感变差，以抵御昆虫继续啃食。

这套报警机制，是不是只存在于水稻和稻绿蝽之间？科研人员进一步实验证实，这套预警系统是广谱通用的。棉铃虫、绿盲蝽、稻纵卷叶螟等害虫体内，都存在同类核酸酶；而接收报警信号的蛋白，在水稻、玉米、大豆、棉花等农作物中也普遍存在。也就是说，很多农作物都自带这一“防虫警报”。

实验还发现，把这种核酸酶的降解产物直接喷洒在植物叶片上，就可以激活植物自身防御能力。

除了研究虫子还要养虫子

亮眼成果的背后，是科研人员长达8年多的坚守。大量实验常常得不到预期结果，需要反复推倒重来。该论文共同第一作者、博士后郭晓祥坦言，研究中最大的难关不是技术而是心态，面对一次次失败，要不断调整状态坚持探索。

为了获取实验虫源，团队既要前往杭州、上海松江等地的田间野外捕捉稻绿蝽，还要在实验室养虫子。稻绿蝽自带臭味，每三天需投喂一次，逢年过节科研人员还要回实验室照料。四季豆、玉米是虫子的主要口粮，买回来后必须充分冲洗，一旦有其他成分残留，整批实验虫就会全部死亡。为了保证实验数据稳定可比，科研人员将稻绿蝽连续培养超过15代，获得遗传性状稳定的实验虫。

未来，科研团队将继续深挖这一免疫通路，探索如何平衡植物防御与生长，推动基础研究成果走向农田实际应用。