作者与发表信息

本文由Xianzhong Wang、Jieyu Kang、Huizhong Wang、Shigui Wang、Bin Tang和Jiangjie Lu共同撰写，他们均来自杭州师范大学生命与环境科学学院，浙江省药用植物遗传改良与质量控制重点实验室。该论文于2023年发表在《CABI Agriculture and Bioscience》期刊上，文章编号为4:58，DOI为10.1186/s43170-023-00201-2。

论文主题

本文综述了植物与植食性昆虫之间的相互作用，重点探讨了表型可塑性（phenotypic plasticity）在这一过程中的关键作用。文章还讨论了表观遗传学（epigenetics）在植物防御性状形成和传递中的重要性。

主要观点与论据

1. 植物与昆虫的相互作用

植物与昆虫之间的相互作用是自然界中最为经典的协同进化案例之一。在长达4亿年的“军备竞赛”中，植物和昆虫逐渐形成了复杂的互惠和对抗关系。植物通过多种防御机制来应对昆虫的取食压力，而昆虫则进化出适应和抵抗植物防御的能力。表型可塑性在这一过程中发挥了重要作用，帮助双方适应新的环境和生态位。

2. 植物的防御策略

植物的防御策略可以分为两类：静态防御（constitutive defense）和动态防御（inducible defense）。静态防御是植物固有的防御机制，而动态防御则是在受到昆虫取食等外界刺激后诱导产生的防御反应。这两种防御机制共同作用，保护植物的正常生长、发育和繁殖过程。

3. 表型可塑性在植物防御中的作用

表型可塑性是指生物体在环境刺激或损伤下快速改变其表型的能力。植物通过表型可塑性形成新的防御表型，以应对昆虫的取食压力。研究表明，昆虫取食不仅会导致植物防御性状的可塑性变化，还会影响开花植物的花部性状，进而间接影响植物的授粉过程。

4. 表观遗传学在植物防御性状传递中的作用

表型可塑性不仅影响当代植物的防御性状，还可以通过表观遗传机制传递给后代。表观遗传变化（如DNA修饰、组蛋白修饰和非编码RNA）在受损植物中被观察到，这些变化可以在不改变遗传信息的情况下调节基因表达，并将信息传递给后代，形成跨代效应。

5. 昆虫对植物防御的适应

昆虫通过多种策略适应植物的防御机制，包括调节解毒相关基因的表达、与肠道微生物的互惠关系以及通过水平基因转移（horizontal gene transfer, HGT）获取外部基因。昆虫肠道微生物在分解植物次生代谢物、增强宿主营养利用等方面发挥了重要作用。

论文的意义与价值

本文系统地总结了植物与植食性昆虫之间的相互作用，强调了表型可塑性和表观遗传学在植物防御性状形成和传递中的关键作用。这些研究不仅深化了我们对植物-昆虫相互作用机制的理解，还为绿色害虫防控提供了新的思路。通过利用植物的防御能力，开发针对植物损伤感知的疫苗，研究植物防御性状的遗传机制，以及分析昆虫肠道微生物对植物防御的响应，可以为未来的绿色农业提供重要的理论支持。

结论

本文通过对植物与植食性昆虫相互作用的综述，揭示了表型可塑性和表观遗传学在植物防御中的重要作用。未来的研究应进一步探讨表观遗传学机制，特别是在转录和转录后水平上的变化，以深入理解表型可塑性的发生和遗传机制。这些研究将为绿色害虫防控提供新的思路和方法，推动农业的可持续发展。

亮点

1. 表型可塑性的重要性：本文强调了表型可塑性在植物防御中的关键作用，特别是在应对昆虫取食压力时的快速适应性变化。
2. 表观遗传学的跨代效应：文章详细讨论了表观遗传变化如何在不改变遗传信息的情况下，将防御性状传递给后代。
3. 昆虫适应机制的多样性：昆虫通过多种策略适应植物防御，包括基因表达调节、肠道微生物互惠和水平基因转移，这些机制为害虫防控提供了新的研究方向。

其他有价值的内容

本文还提出了未来研究的三个方向：1）利用植物防御能力开发植物疫苗；2）研究植物防御性状的遗传机制；3）分析昆虫肠道微生物对植物防御的响应。这些方向为绿色害虫防控提供了新的思路和方法。