Nguồn: Hình ảnh từ bài báo của TS. Liu và cộng sự đăng trên tạp chí Nature Communications (2022), IF 14.919. Nơi đẻ trứng ưa thích của ngài sâu đục thân trong thí nghiệm nhà lưới. Số lượng trứng được đẻ bởi con cái trên cây lúa bình thường (control), nhiễm ấu trùng sâu đục thân (SSB), rầy nâu (BPH), cả hai rầy nâu và sâu đục thân (SSB/BPH). a:mô phỏng thí nghiệm, b: control và cây bị nhiễm SSB, c: control và cây bị nhiễm BPH, d: control và cây bị nhiễm cả hai. e: cây bị nhiễm SSB và BPH, f: cây bị nhiễm SSB và nhiễm cả hai, g: cây bị nhiễm BPH và cả hai, h: ngài SSB biểu lộ đến 4 loại cây lúa.

Có một lý thuyết đang tồn tại về mối tương tác cùng có lợi trong số côn trùng động vật ăn cỏ, tuy nhiên vẫn chưa có chứng cứ cụ thể nào để chứng minh lý thuyết này. Trong nghiên cứu gần đây đăng trên tạp chí rất uy tín Nature Communications (IF 14.919), Liu và cộng sự, Viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc, đã đề nghị một mối quan hệ cộng tác cùng có lợi giữa hai loài sâu bệnh hại phổ biến trên lúa rầy nâu (Nilaparvata lugens) và sâu đục thân lúa (Chilo suppressalis). Giả thuyết này bắt nguồn từ chính sự khám phá của nhóm nghiên cứu trước đó rầy nâu thích ăn và đẻ trứng trên cây lúa bị nhiễm sâu đục thân do hàm lượng amino acid gia tăng (dẫn đến gia tăng hoạt động rầy nâu) trong khi hàm lượng beta-sitosterol và campesterol giảm (dẫn đến ức chế sự phát triển rầy nâu); và làm tăng hàm lượng dinh dưỡng cho cây bị nhiễm sâu đục thân. Nhóm nghiên cứu cũng tìm thấy rầy nâu thoát khỏi ký sinh trùng gây hại bằng cách đẻ trứng trên cây lúa bị nhiễm sâu đục thân. Lý giải điều này có lẽ vì Anagrus nilaparvatae là một loài ký sinh trùng gây hại trứng của rầy nâu, nhận dạng hợp chất bay hơi được phóng thích từ cây bị nhiễm rầy nâu để xác định vị trí của cây và trứng rầy nâu. Trong khi, cây bị nhiễm cùng lúc bởi sâu đục thân sẽ phóng thích một số hợp chất không hấp dẫn Anagrus nilaparvatae. Điều này dẫn đến một vấn đề nghiên cứu là việc chia sẽ cùng thực vật ký chủ với rầy nâu có thể giúp cho sâu đục thân chống lại và xâm nhập cơ chế bảo vệ của cây lúa và gây ra sự phá hoại cây lúa hay không. Nếu vậy, đẻ trứng của sâu đục thân sẽ xảy ra như thế nào để thích nghi với tình trạng mới này. Để trả lời câu hỏi này, nhóm nghiên cứu đã khảo sát sự biểu hiện của ấu trùng sâu đục thân trên cây lúa bình thường và trên cây lúa chỉ bị nhiễm rầy nâu hoặc chỉ bị nhiễm sâu đục thân hoặc bị nhiễm cả hai loài cùng lúc. Nhóm tác giả cũng kiểm tra vị trí đẻ trứng ưa thích của ngài sâu đục thân có bắt cặp với sự biểu hiện của ấu trùng trên cây trước khi bị nhiễm hay không. Ảnh hưởng của sự nhiễm rầy nâu đến việc phóng thích hợp chất bay hơi được tạo ra bởi sâu đục thân, hấp dẫn ký sinh trùng trứng của sâu đục thân. Kết quả nghiên cứu cho thấy, sự hiện diện rầy nâu làm giảm số lượng trứng sâu đục thân được ký sinh, điều này cho thấy chiến lược đẻ trứng của sâu đục thân có tính thích nghi cao. Việc nhiễm hai loài cùng lúc đã cải thiện chất lượng cây ký chủ, riêng biệt sâu đục thân vì rầy nâu ức chế hoàn toàn việc sản xuất hoạt chất ức chế proteinase; và mang lại lợi ích trong việc giảm độc tính của cây và giảm sự biểu lộ đến ký sinh trùng có hại cho cây. Dữ liệu nghiên cứu hỗ trợ việc giải thích sự tương tác cùng có lợi của hai loài côn trùng. Hiểu rõ cơ chế tương tác thực vật-côn trùng trên cơ sở tương tác cùng có lợi sẽ giúp ích cho chương trình chọn giống để kiểm soát hai loài sâu bệnh hại phổ biến trên lúa này.

Nguồn: https://doi.org/10.1038/s41467-021-27021-0