矽奈米粒子：番茄作物的綠色守護神

在全球四大洲，南美番茄潛葉蛾（Tuta absoluta）正對番茄作物造成嚴重破壞，每年導致數十億美元的損失。這種害蟲在非洲尤其猖獗，過去十年間已對當地小農造成毀滅性打擊。肯亞內羅畢國際昆蟲生理與生態中心的化學生態學家Baldwyn Torto指出，這種潛葉蛾已對常用化學農藥產生抗藥性，因此迫切需要新的解決方案。

研究人員發現，在土壤中新增矽元素可以增強某些作物對害蟲的抵抗力。番茄作物利用矽元素啟動一系列複雜的生化與基因防禦系統，將其轉化為對抗潛葉蛾的利器。Torto與分子生物學家Fathiya Khamis及其團隊在《美國國家科學院院刊》上發表的研究中，揭示了矽元素如何將番茄變為殺蟲機器的具體機制。

當研究人員在番茄植株的土壤中新增含矽奈米粒子並讓其暴露於潛葉蛾時，番茄莖部在毛狀結構（稱為毛狀體）的基部產生了一種神秘的黑色黏稠物質。這種物質似乎吸引潛葉蛾母蟲更頻繁地在番茄莖部產卵，而非主要在葉片上。當潛葉蛾幼蟲孵化並食用這種「幼蟲太妃糖」後，往往無法存活。

研究人員分析這種黏稠物質，發現其由糖類與蠟質混合而成。這種混合物雖然甜味誘人，但營養成分不適合幼蟲生長。更糟糕的是，這種植物藥劑還改變了幼蟲的微生物群。食用這種物質的潛葉蛾幼蟲的排洩物釋放出一種氣體混合物，吸引了兩種不同的潛葉蛾天敵。

路易斯安那州立大學的植物病理學家Lawrence Datnoff指出，需要進一步研究番茄如何以及在何處累積矽元素，以確認矽元素在這種防禦反應中的作用。Datnoff雖然未參與這項研究，但他長期以來一直主張使用矽元素來管理植物健康。

研究人員表示，這項研究是測試各種矽配方以最佳化作物產量與抗蟲性的第一步，未來可能應用於其他類似害蟲以及番茄潛葉蛾。Torto表示：「這對農民來說是好事，你基本上是在增強對害蟲的生物控制。」