植物间的交流在它们应对生物和非生物压力源时扮演着关键角色。当植物遭遇昆虫攻击时，它们能够释放一种叫做诱导性挥发物（HIPVs）的化学信号，这些信号不仅能够调整周围植物的防御机制，增强其对抗害虫的能力——比如通过增加抗虫化合物的生成——而且还能直接驱赶害虫或吸引害虫的自然天敌来帮助抵御侵害。水杨酸甲酯（Methyl salicylate, MeSA）是植物在受到蚜虫攻击后释放的一种重要的挥发性物质。
最近的研究进展中，Gong及其同事（2023）已经阐明了MeSA介导的植物气传免疫反应背后的分子机制，然而，MeSA在激活植物防御反应中的具体作用仍需进一步探讨。
孙江华团队康志伟副教授发现，外施MeSA显著抑制了麦蚜的生长发育及对寄主的选择偏好，同时提高了麦蚜寄生天敌短翅蚜小蜂的选择倾向（图1）。更深入的分析表明，MeSA处理触发了小麦内部的防御系统，导致防御激素水杨酸水平（图2）以及抗虫化合物如丁布和黄酮类物质的浓度显著上升（图3）。体外实验显示，丁布和两种特定的黄酮类化合物对麦长管蚜表现出杀虫效果（图4-5）。此外，对接受MeSA处理的小麦所散发的挥发性成分进行解析，结果显示MeSA促使健康小麦释放更多的MeSA，并且气味结合蛋白OBP4参与了短翅蚜小蜂识别MeSA的过程（图6）。
图4. 不同浓度丁布对麦长管蚜生长发育和生殖的影响图5. 不同浓度黄酮类化合物对麦长管蚜生长发育和生殖的影响图6. 短翅蚜小蜂气味结合蛋白OBP4介导了短翅蚜小蜂对MeSA的识别 上述结果近期被Plant Cell & Environment发表，河北大学生命科学学院2023级博士李真祥、2022级硕士景士钊和河北农业大学植物保护学院王达副教授为第一作者，中国农业科学院植物保护研究所谭晓玲副研究员、北京市农林科学院渠成助理研究员和河北大学康志伟副教授为通讯作者，河北大学硕士研究生宋子超、王赛歌、孙江华教授、刘芳华教授，河北农业大学硕士研究生安博阳、北京市农林科学院邸宁副研究员和英国Mamore Research and Innovation Limited的Gudbjorg Inga Aradottir博士为论文的共同作者。该项研究得到山东省自然科学基金青年项目（ZR2021QC053）、国家自然科学基金项目（32102194）、青年创新团队项目(QNTD202405)、河北大学青年拔尖人才项目（050001-513300201004）和河北省自然科学基金创新群体（C202201042）的资助。中国科学院昆明植物研究所植物齐金峰副研究员、山东农业大学许永玉教授和陈珍珍副教授在实验进行过程中提供了大力支持。Li ZX#, Jing SZ#, Wang D#, Song ZC, An BY, Wang SG, Liu FH, Di N, Aradottir GI, Sun JH, Tan XL*, Qu C*, Kang ZW*. Plant volatile methyl salicylate primes wheat defense against the grain aphid by altering the synthesis of defense metabolites. Plant Cell & Environment, Doi: 10.1111/pce.15351.![]()
