一种涉及植物病原体尖孢镰刀菌（Fusarium verticillioides）和茎蛀虫Diatraea saccharalis的行为调节机制在玉米中是保守的

摘要

了解植物如何整合来自食草动物和病原体的信号对于提高作物抗逆性和农业可持续性至关重要。在玉米（Zea mays）中，茎蛀虫Diatraea saccharalis和真菌病原体Fusarium verticillioides形成了一个具有重大农学意义的多营养级复合体。在这里，我们研究了该系统中的相互作用是否通过草类植物之间的共同反应模式来构建。通过整合分子、生理和生态分析，我们发现玉米与这种蛀虫-真菌复合体之间存在一个早期阶段的相互作用模块，其特征是一种可重复的行为调节机制（BMM）以及在不同宿主中保守的挥发性化合物谱型。这种调控特征在某些但并非所有禾本科植物（Zea、Saccharum、Oryza和Triticum）中得到了保留，表明相关草类植物之间的多营养级反应结构存在部分保守性。同时，我们发现所测试的两种F. verticillioides分离株产生了一组共同的挥发性有机化合物，这表明它们可能具有共同的化学信号传递方式，从而有助于蛀虫之间的跨界信号传递和行为调节。综上所述，这些发现表明玉米的多营养级相互作用并非仅限于特定物种，而是受到保守的调控和化学机制的塑造。我们的结果强调了跨作物物种的共同反应模块在理解植物防御整合和推进可持续作物保护方面的作用。