東京理科大學先進工學部生命系統工學科的有村源一郎教授和上村卓矢助教發表了一篇綜述論文，總結了氣味（VOC：揮發性有機化合物）在植物間交流中的作用，以及有關植物感知VOC機制的研究成果。在農業和園藝領域，已經引入了多類環保型新技術，如伴生植物（Companion Plants）和生物刺激劑（與農藥和化肥等不同，能促進植物生長和提高植物對環境中非生物脅迫耐性的物質）。這些技術通過鄰近種植可以抑制植食性昆蟲危害，或促進植物生長使植物間相互產生積極影響。相關研究成果已在10月11日出版的國際學術期刊《Trends in Plant Science》上發表。
圖 植物間通過VOC進行各種交流（供圖：東京理科大學）
眾所周知，植物通過與其他生物交換VOC來相互交流。例如，花卉釋放的氣味會吸引蝴蝶和蜜蜂等傳播花粉的昆蟲，而植食性昆蟲喫過的葉子釋放的氣味可以吸引這些昆蟲的天敵昆蟲。
研究發現，被植食性昆蟲破壞的植物釋放的VOC會傳播給周圍的植物，從而觸發它們更強的防禦反應。該現象表明，VOC對全球環境和生態系統具有重大影響。每年從樹木中釋放的數百太克級規模的萜烯類，通過氣溶膠的形成對氣候產生重大影響。
【研究結果詳情】
【① VOC對植物的作用】
VOC不僅會在植物組織受損時釋放出來，還會從花卉和芳香植物中大量、持續地釋放出來，尤其是萜烯類物質，不僅能誘發近緣物種的反應，還能對其他物種產生作用。
【② 植物識別VOC的機制】
雖然植物不像動物那樣擁有嗅覺器官，但它們有一種特殊的分子機制可以將VOC直接吸收到葉細胞中，並由此觸發細胞内信號傳導過程。
【③ 植物間的交流在農業和園藝中的應用】
除伴生植物外，還有一種低成本的精油處理法。如玫瑰精油富含β-香茅醇，能有效激活番茄葉片的防禦特性。如果這些技術在實務中能夠高效且具有成本效益的方式使用，就可以被廣泛應用。
有村教授表示：「近年來，有關植物通過釋放氣味增強周圍植物防禦能力的植物間交流（Talking Plants）機制的研究取得了飛躍性進展。目前正在為在農業中應用構築基礎，預計未來這一領域的研究將在全球範圍内實現進一步發展和應用」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Trends in Plant Science
論文：Cracking the plant VOC sensing code and its practical applications
DOI：10.1016/j.tplants.2024.09.005
