豆类植物受体将毛虫的攻击与捕食性黄蜂联系起来。

普通豆利用一种免疫受体识别毛虫取食时留下的化学信号，并触发释放能够吸引捕食性黄蜂的挥发性物质。这种机制涉及存在于豆叶中的INR受体。 Phaseolus vulgaris此外，还有存在于毛虫口腔分泌物中的肽类物质——起始肽。墨西哥的实验室和田间试验表明，植食性昆虫的分子识别、植物防御以及天敌的招募之间存在联系。

该研究评估了植物、植食性昆虫和捕食者之间的三营养级相互作用。科学家们证实，INR能够识别菜豆中的起始蛋白（inceptin），并激活其特定的免疫反应。这些反应会增强植物对损伤的反应，并诱导与植食性昆虫相关的免疫通路。其结果包括释放一种特征性的挥发性化合物混合物。这种混合物引导捕食性黄蜂找到受攻击的植物。

谱系比较

研究团队比较了具有功能性受体的豆类品系和INR基因发生自然突变的豆类品系。该突变被命名为inr-1，它导致PvINR基因座中103个碱基对的缺失。这种改变会产生截短的蛋白质，并损害对起始素的感知。

在初步测试中，PI 311785 细胞系在施用 inceptin 后表现出乙烯积累和挥发性物质释放的反应。W6 13807 细胞系则未表现出相同的反应。分析还表明，PI 311785 细胞在经 inceptin 处理 15 分钟后，MAPK3 和 MAPK6 被激活。而 W6 13807 细胞中未观察到这种磷酸化现象。结果表明，inceptin 特异性信号通路存在缺陷。

近等基因株系使得突变效应得以分离。inr-1/inr-1植株不产生由inceptin诱导的乙烯。即便如此，它们仍然对细菌肽flg22有反应。这些数据表明，对inceptin的不敏感性并非源于植物免疫系统的普遍缺陷。

直接防御

这种突变也降低了对食草动物的直接防御能力。幼虫 甜菜夜蛾 在为期五天的饲喂试验中，INR-1/INR-1植株的生长量比INR/INR对照植株高出72,7%。这一结果表明，功能性受体参与了菜豆对毛虫的抗性。

分子反应包括转录重编程。 Phaseolus vulgaris 简历。 红鹰该研究发现，与仅用水处理的植株相比，伤口联合inceptin处理可诱导527个基因的表达。其中一些基因与蛋白质磷酸化和转录调控相关。此外，与抵御植食性动物相关的ERF、WRKY、bHLH、MYB和bZIP家族的转录因子也出现表达。

挥发性物质排放

挥发性物质的释放取决于受体。用inceptin或口服分泌物处理的INR/INR细胞系 草地夜蛾 它们释放出由食草动物侵害引起的典型挥发性化合物混合物。研究重点关注了其中的DMNT、水杨酸甲酯和TMTT。Inr-1/inr-1植物并未释放这种典型混合物，而是释放出与单一损伤相关的化合物。

田间试验在墨西哥瓦哈卡州巴霍斯德奇拉附近一块925平方米的农业区进行，试验时间为2023年和2024年的生长季。科学家们使用了指示毛虫。 草地夜蛾 附着在豆叶上。植物分别用水、毛虫的口器分泌物或生理浓度的虫黄素进行损伤。

两年均观察到黄蜂访花。各处理组的访花率介于 55,1% 至 86,9% 之间。2023 年，经口分泌物处理的携带 inr-1/inr-1 突变的植物，其黄蜂属的攻击减少了 40%…… 波利比亚 e 米氏 对哨兵毛虫。2024年，施用inceptin还使对inr-1/inr-1植物的侵害减少了40%。在水处理组中，访虫情况没有差异。

研究结果表明，INR受体在普通豆中将毛虫探测与捕食者招募联系起来。该研究还指出，INR受体对豆科植物种植系统（如玉米间作和轮作）具有重要的农艺意义。科学家们认为，INR受体在豆科植物中的进化分布可能有助于解释这些系统中挥发性物质介导的间接防御机制。

更多信息请访问 doi.org/10.1126/sciadv.aec3229