在与植食性昆虫的长期进化过程中，植物已发展了一套完整的复杂防御机制。当受到植食性昆虫攻击时，植物一方面会通过位于细胞膜上的受体识别植食性昆虫相关分子模式(HAMPs, 即激发子) 启动防御反应，另一方面又会通过释放细胞因子强化这种防御反应，从而提高其自身的抗虫性。目前报道的植食性昆虫激发子大多是来自于昆虫口腔 (或唾液腺) 分泌物或产卵液中的一些化学物质，并且这些化合物往往对昆虫本身的生长发育非常重要。然而，对于是否存在其他来源和性质的植食性昆虫激发子则目前了解很少。近日，浙江大学农学院娄永根教授团队在JIPB发表题为“A phytocytokine and its derived peptides in the frass of an insect elicit rice defenses”的研究论文(https://doi.org/10.1111/jipb.13852)，首次发现水稻的一个细胞因子IRP1（由33个氨基酸组成）及其衍生多肽存在于二化螟幼虫的虫粪中，并能被水稻识别而触发防御反应，揭示了植物通过感知自身细胞因子识别害虫为害的全新机制。
二化螟是为害水稻叶鞘和茎秆的一种钻蛀性害虫，在为害时，常常会在其钻蛀孔道的内外排泄大量的虫粪 (图1)。研究发现，二化螟幼虫所排泄的虫粪能显著激活水稻的MPK级联反应和茉莉酸信号途径，从而提高水稻对二化螟的抗性。通过组分分离与生物测定，发现二化螟虫粪中的多肽在诱导水稻防御反应中发挥着重要作用。进一步通过分析水稻转录组、二化螟虫粪蛋白组以及结合生物测定，发现二化螟虫粪中存在一个来自水稻的细胞因子IRP1及其衍生的多个多肽，并且IRP1及其衍生多肽可以协同地激活水稻的防御反应。
图1 二化螟幼虫形态以及排泄行为（白色箭头所指为二化螟排泄的虫粪）
这一发现不仅揭示了在植食性昆虫的排泄物中存在诱导植物防御反应的激发子，而且也说明了植食性昆虫的激发子不一定是植食性昆虫的“必需”化合物，也可能是植物与植食性昆虫相互斗争的“产物”。从这一角度也说明了植食性昆虫产生的排泄物的质（或量）也是植物与植食性昆虫互作的分子战场。
图2 IRP1及其衍生肽的产生及其在诱导水稻防御中的作用模式图浙江大学博士后陈舒婷为本论文第一作者，浙江大学娄永根教授为论文的通讯作者，瑞士Neuchâtel大学Ted Turlings教授参加了本项目的研究。本研究受到国家自然科学基金(31930091) 和水稻产业技术体系岗位科学家 (CARS-01-43) 等项目的资助。文章引用：Chen, S., Jing, S., Ye, M., Feng, Y., Xu, Y., Lin, N., Kuai, P., Turlings, T. C. J., and Lou, Y. (2025). A phytocytokine and its derived peptides in the frass of an insect elicit rice defenses. J. Integr. Plant Biol. https://doi.org/10.1111/jipb.13852
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