绿叶挥发物是植物对威胁的快速反应。 Star61/维基共享资源, 创用CC BY-SA
您是否曾想过，当您修剪草坪或剪下花茎时，那种尖锐的绿色气息会扑向您的鼻子？那些是 绿叶挥发物，或 GLV：容易蒸发的油，植物用来与其他植物交流并防御食草动物或细菌或真菌等病原体。
几乎所有绿色植物都能快速 合成并释放GLV 当受到攻击时，既可以直接抵御攻击者，也可以间接吸引昆虫等食草动物的捕食者，并启动植物的其他防御机制。研究人员知道 GLV 在保护植物方面发挥着重要作用，但它们如何发挥作用仍不清楚。
我是一个 生物化学研究员，并通过之间的合作 王实验室 和 斯特拉特曼实验室 在南卡罗来纳大学，我和我的同事研究植物细胞如何利用绿叶挥发物。在我们的 最近发表的研究，我们确定了 GLV 用于诱导番茄细胞防御反应的潜在信号通路。我们的最终目标是找到使用 GLV 控制农业害虫以实现清洁农业的方法。
植物的防御系统
植物采用许多防御系统来保护自己。这 第一道防线 涉及检测微生物入侵者和损害的存在 损伤相关分子模式（DAMP），它们是受损或死亡细胞释放的分子。
当细胞识别出 DAMP 时，它会触发免疫反应并促进修复机制。这也导致 钙离子浓度的变化，进一步激活免疫相关基因和蛋白质。 DAMP 还 开启蛋白质 在许多激活其他防御反应的压力信号通路中很常见。 植物有多种防御手段。
许多研究表明， 的影响 GLV 是 像 阻尼剂。因此，我和我的团队想证明 GLV 是否也可以充当 DAMP。
为此，我们研究了番茄细胞中哪些蛋白质被打开或关闭。通过化学过程改变蛋白质的结构，称为 磷酸化 打开或关闭它。蛋白质磷酸化在调节大量细胞过程中发挥着核心作用，并涉及许多信号传递途径。 研究磷酸蛋白质组番茄细胞的一个系统中磷酸化的所有蛋白质可以帮助我们比较 GLV 和 DAMP 的信号通路。
我们发现许多参与绿叶挥发性信号通路的蛋白质都参与调节应激。其中包括 DAMP 信号通路的许多组成部分，支持我们的假设，即 GLV 在激活防御反应方面与 DAMP 一样发挥作用。
在农业中使用 GLV
农业常常给自然资源和环境带来巨大压力。例如，使用传统农药可能会导致 环境退化和害虫抗性.
生物农药 作为一种毒性较小的替代品，越来越受欢迎。这些是天然存在的生物体或化合物，可抑制害虫的生长和传播。例如， 挥发性有机化合物 来自植物的杀虫剂是一种生物农药，已被证明可以减少使用合成杀虫剂来防治储存粮食中的害虫。
因此，GLVs也可能是农业中有效的生物农药。一项研究表明，GLV 可以吸引一种植物害虫，即 小蜜蜂 甲虫， 以 一种侵入性且难以控制的杂草， 酸模。此外，对野生烟草植物的实地研究发现，释放GLV可以吸引食草动物的天敌。这些食草动物竞争者的存在不仅可以控制害虫，还可以 增加受感染植物的产量.
通过进一步的研究，我们相信 GLV 具有自然控制害虫和支持可持续农业的潜力。
萨西蒙塔坎·塔纳苏旺古尔，博士。生物化学候选人， 南卡罗来纳大学
