近日，河南大学生物互作与生态安全实验室教师孙晓博士等在植物挥发物介导的地上地下昆虫互作研究中取得重要进展，研究成果“Root feeding larvae increase their performance by inducing leaf volatiles that attract aboveground conspecific adults”正式在线发表在著名期刊Journal of Ecology。
地上昆虫与地下昆虫的互作关系会影响叶部和根部昆虫的种群结构，进而影响地上地下生态系统的组成。近年来，丁建清教授领导的团队以乌桕-红胸律点跳甲为研究系统，通过开展室内试验和同质园实验，发现寄主植物与植食性昆虫一系列互作关系，研究成果相继发表在国际著名期刊Journal of Ecology (2010, 2012) (IF 5.172)，Ecology (2012) (IF 4.617)，Proceedings of the Royal Society of London Series B (2013) (IF 4.753)，Nature Communications (2014) (IF 12.353)，Annals of Botany (2015) (IF 3.646)上。最近，丁建清带领团队又探讨了植物挥发物介导的地上地下昆虫的互作关系，发现跳甲地下幼虫取食会引起寄主植物的系统性防御反应，诱导的叶部挥发物吸引同种的跳甲成虫，趋避异种的乌桕卷象，而地下线虫侵染植物没有这种效应。跳甲成虫取食叶片会诱导植物产生系统性反应，增加根部营养物质，降低根部次生防御物质，从而促进跳甲幼虫的生长发育。研究结果表明，同种的地上地下昆虫通过操控寄主植物，增加同种昆虫数量，降低异种昆虫的数量，从而影响根际和叶际昆虫的种群结构。同时，地下昆虫通过改变地上挥发物及与地上昆虫的互作关系，从而从中受益。
丁建清教授为论文通讯作者，孙晓博士为论文第一作者。本研究得到了国家重点研发计划“全球气候变化对生态系统脆弱性及外来植物入侵性的影响”、国家自然科学基金以及博士后创新人才支持计划等资助。Journal of Ecology影响因子5.172，中科院环境科学与生态学一区，top期刊。
论文链接：https://doi.org/10.1111/1365-2745.13196
跳甲地下幼虫取食会引起寄主植物的系统性防御反应，诱导叶部挥发物变化，改变的挥发物趋避异种的乌桕卷象，吸引同种的跳甲成虫，这种吸引作用与2-ethyl-hexanol 和 nonanal的浓度变化有关。同时，跳甲成虫取食叶片也会诱导植物产生系统性反应，增加根部营养物质，降低根部次生防御物质，从而通过提高幼虫的存活率、幼虫体重及其繁殖能力，促进跳甲幼虫的生长发育。