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密歇根州立大学的学者安德里亚·格拉米尔和她的同事们已经揭示了植物所使用的化学武器混合物如何使掠夺昆虫的基础更好，而不是单注防御。这种见解超越了研究植物包装的单一化合物的生态学习惯，并为农业害虫管理提供了新的途径。该研究发表在今天的“生态快报”上。
玻利米尔是密歇根州立大学昆虫学系的博士后学者和里诺内华达大学的同事，他们发现新热带灌木植物防御化学物种Piper kelleyi及其相关害虫之间存在着重要的关系。
由于植物不能移动，它们可以抵御使用一束化合物对其进食的害虫。然而，生态学一直倾向于研究单一化合物的影响，即使喂食昆虫会遇到植物化合物的混合物。事实证明，防御花束的类型很重要，无论花束是相同的化合物还是不同化合物的混合物。
“如果我们能够找出最有效减少昆虫摄食的防御花束的具体类型，那么我们可以将这些研究结果推断到农业系统，以减少杀虫剂的使用，”Glassmire说。
Glassmire及其同事使用田间试验操纵了厄瓜多尔安第斯山脉的植物化学防御，其中植物悬挂在森林林下的不同高度，将它们暴露在一系列光照水平。
他们的研究结果表明，与具有一种防御性化学物质的防御花束相比，由具有更多防御性化学物质的防御花束组成的P. kelleyi植物在减少昆虫损害方面更有效。防御性化学品的成分取决于可用的光量。阴影森林林下光线的微妙差异引起了防御花束的变化。值得注意的是，与较高的光量相比，较低的光量增加了植物的防御效果。因此，当P.kelleyi植物具有不同化合物的混合物的花束时，昆虫损害减少高达37%。与具有相似化合物混合物的植物相比，昆虫难以消耗具有不同化合物混合物的植物。
了解植物的化学防御如何在整个地理环境中变化可能对农业产生重要影响。Glassmire及其同事的研究结果表明，喂食昆虫很难适应化学上不同的相邻植物并减少损害。包含单一作物单一栽培的农业系统在防御花束方面缺乏差异，因为它们都是相同的。
“我很高兴看到这种知识的未来应用如何能够帮助农民，”Glassmire说。“在Wetzel实验室，我们正在使用一种模型作物系统，通过种植商业番茄和野生番茄来操作植物防御花束。这项工作将在未来导致新的农业害虫管理方式。”
该论文由内华达大学里诺分校的Casey Philbin，Lora Richards，Christopher Jeffrey和Lee Dyer以及MSU的Joshua Snook共同撰写。这项工作由国家科学基金会，地球观察研究所资助，并由希区柯克化学生态研究基金会慷慨捐赠。
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