在一项植物抗病虫害分子基础的研究中，莱斯大学生物学家已经指出，植物既期望白天袭击饥饿的昆虫，又制造复杂的制剂赶走它们。

      "当你路过植物旁边，它们不像是正在做什么"，这项新研究的研究人员Janet Braam说，此项研究发表在本周的PNAS上。"很有趣地看到所有这些活性在基因水平上下降。它就像看围城里的全面戒备状态"。

      莱斯大学生物化学与细胞生物学系主任Braam教授说，科学家们早就知道植物有一个允许它们不管光线条件如何情况下衡量时间的生物钟。例如，已经知道一些白天用叶子跟踪太阳的植物在晚上重新调整它们的叶子，并移回来朝向东方以期待日出。

      近年来，科学家已经开始将强大的遗传学工具应用于植物昼夜节律的研究。研究人员已发现，植物生物学中被广泛研究的物种拟南芥（Arabidopsis thaliana）中多达三分之一的基因被昼夜周期所激活。水稻生物化学家Michael Covington发现，这些受昼夜调节的基因中有一些也与创伤反应相连接。

      "我们想知道这些昼夜调节基因中的一些是否可能允许植物预期来自昆虫的攻击，它们以同样的方式预期日出"，现在在戴维斯加利福尼亚大学的Covington说。

      生物化学和细胞生物学研究生Danielle Goodspeed设计了一个回答这个问题的巧妙实验。她用12小时的光周期来产生拟南芥植物和大白菜尺蠖的昼夜节律，这种大白菜尺蠖是一类吃拟南芥的毛虫。将一半有毛虫的植物放置在正常昼夜周期的环境中，而另一半则与"异相"毛虫放在一起，这些毛虫在植物为夜间模式期间其内部时钟被设置为白天模式。

      "我们发现，时钟与昆虫同相的植物相对来说有抵抗性，而时钟与昆虫异相的植物则被以它们为食的昆虫所毁掉"，Goodspeed 说。

      莱斯大学生物化学与细胞生物学教职工Wassim Chehab帮助Goodspeed设计了解植物如何使用它们的内部时钟抗虫害的后续实验。Chehab 和 Goodspeed检查植物激素茉莉酮的累积，这种激素是植物用来调节干扰昆虫消化的代谢产物的产生。

      他们发现，拟南芥利用其生物钟来增加一天内茉莉酮的生产，此时象毛虫样的尺蠖吃得最多。还发现，植物使用内部时钟来调节其他化学防护的生产，包括那些防止细菌感染物质。

      "茉莉酮防御事实上被所有植物采用，包括番茄、大米和玉米"，Chehab说，"了解植物如何调节这些激素对于理解一些害虫为什么比别的有更强损伤性可能很重要。它能帮助提出抗虫性新战略。"

      该研究是由美国国家科学基金会和莱斯大学资助。另外的作者包括莱斯大学本科生Amelia Min-Venditti。（生物谷bioon.com）
Arabidopsis synchronizes jasmonate-mediated defense with insect circadian behavior

Danielle Goodspeed, E. Wassim Chehab, Amelia Min-Venditti, Janet Braam, And Michael F. Covington

ABSTRACT Diverse life forms have evolved internal clocks enabling them to monitor time and thereby anticipate the daily environmental changes caused by Earth's rotation. The plant circadian clock regulates expression of about one-third of theArabidopsis genome, yet the physiological relevance of this regulation is not fully understood. Here we show that the circadian clock, acting with hormone signals, provides selective advantage to plants through anticipation of and enhanced defense against herbivory. We found that cabbage loopers (Trichoplusia ni) display rhythmic feeding behavior that is sustained under constant conditions, and plants entrained in light/dark cycles coincident with the entrainment of the T. ni suffer only moderate tissue loss due to herbivory. In contrast, plants entrained out-of-phase relative to the insects are significantly more susceptible to attack. The in-phase entrainment advantage is lost in plants with arrhythmic clocks or deficient in jasmonate hormone; thus, both the circadian clock and jasmonates are required. Circadian jasmonate accumulation occurs in a phase pattern consistent with preparation for the onset of peak circadian insect feeding behavior, providing evidence for the underlying mechanism of clock-enhanced herbivory resistance. Furthermore, we find that salicylate, a hormone involved in biotrophic defense that often acts antagonistically to jasmonates, accumulates in opposite phase to jasmonates. Our results demonstrate that the plant circadian clock provides a strong physiological advantage by performing a critical role inArabidopsis defense.