Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của cạnh tranh trong việc mô hình hóa động lực học phòng vệ của thực vật với các hợp chất bay hơi được kích thích
Tóm tắt
Với tư cách là sinh vật cố định, thực vật phải đối mặt với các căng thẳng môi trường như tấn công của sâu bệnh, cạnh tranh với các thực vật lân cận theo những cách khác nhau. Các hợp chất bay hơi được sản xuất bởi thực vật đóng vai trò quan trọng trong việc phòng vệ của chúng. Sau khi bị tấn công bởi sâu bệnh, thực vật sẽ phát ra các hợp chất bay hơi kích thích để thu hút kẻ thù tự nhiên của sâu bệnh. Như vậy, kẻ thù tự nhiên sẽ tham gia vào hệ thống thực vật - sâu bệnh. Có nhiều nghiên cứu về sự phát triển và phòng vệ của từng cây riêng lẻ, trong khi đó, việc phân tích sự đánh đổi giữa phát triển và phòng vệ trong bối cảnh thực vật như là một thành viên của cộng đồng thực vật là rất cần thiết. Trong bài viết này, chúng tôi đề cập đến tác động của sự cạnh tranh giữa các cây và các hợp chất bay hơi được kích thích bởi sâu bệnh trong hệ thống bốn loài thực vật - sâu bệnh - động vật ăn thịt. Chúng tôi phác thảo vai trò đa dạng của các hợp chất bay hơi trong sự cạnh tranh và phòng vệ của thực vật. Ngoài sự ổn định cục bộ, chúng tôi cũng nghiên cứu hành vi toàn cầu tại các mật độ của tất cả các quần thể tại điểm cân bằng. Chúng tôi thảo luận về các điều kiện cho sự sống sót lâu dài của tất cả các quần thể. Chúng tôi phân tích các loại phân nhánh khác nhau tại các trạng thái ổn định khác nhau. Cuối cùng, xử lý số được thực hiện để minh họa cho các kết quả thu được của chúng tôi.
Từ khóa
#phòng vệ thực vật #hợp chất bay hơi #cạnh tranh thực vật #động lực học cộng đồng #sự phát triển và phòng vệTài liệu tham khảo
Agrawal AA (2000) Mechanisms, ecological consequences and agricultural implications of tri-trophic interactions. Plant Biol 3:329–335
Ballar CL, Mazza CA, Austin AT, Pierik R (2012) Canopy light andplant health. Plant Physiol 160:145–155
Bi HH, Zeng RS, Su LM, An M, Luo SM (2007) Rice allelopathy induced by methyl jasmonate and methyl salicylate. J Chem Ecol 33:1089–1103
Birkhoff G, Rota GC (1982) Ordinary differential equation. Ginn and Co., Boston
Blower SM, Dowlatabadi H (1994) Sensitivity and uncertainty analysis of complex models of disease transmission: an HIV model, as an example. Int Stat Rev 62:229–249
Cipollini D (2004) Stretching the limits of plasticity: can a plant defend against both competitors and herbivores? Ecology 8:2837
Cook SM, Khan ZR, Piekett JA (2007) The use of push-pull strategies in integrated pest management. Ann Rev Entomol 52:375–400
Copolovici L, Niinemets Ü (2016) Environmental impacts on plant volatile emission. In: Blande JD, Glinwood R (eds) Deciphering chemical language of plant communication. Springer, Cham, pp 35–60
Dicke M (1994) Local and systemic production of volatile herbivore-induced terpenoids: their role in plant–carnivore mutualism. J Plant Physiol 143:465–472
Dicke M (1999) Evolution of induced indirect defense of plants. In: Tollrian R, Harvell CD (eds) The ecology and evolution of inducible defenses. Princeton University Press, Princeton, pp 62–88
Dicke M, Baldwin IT (2010) The evolutionary context for herbivore-induced plant volatiles: beyond the “cry for help”. Trends Plant Sci 15:167–175
Dicke M, Sabelis MW (1988) How plants obtain predatory mites as bodygurds. Neth J Zool 38:148–165
Fang CX (2009) Analysis of gene expressions associated with increased allelopathy in rice (Oryza sativa L.) induced by exogenous salicylic acid. Plant Growth Regul 57:163172
Fergola P, Wang W (2011) On the influences of defensive volatiles of the plants in tritrophic interactions. J Biol Syst 19:345–363
Freedman HI, Waltman P (1984) Persistence in models of three interacting predator-prey populations. Math Biosci 68:213–231
Guerrieri E (2016) Who’s listening to talking plants? In: Blande JD, Glinwood R (eds) Deciphering chemical language of plant communication. Springer, Cham, pp 117–130
Heil M (2008) Indirect defence via tritrophic interactions. Tansley Rev 178:41–41
Herms DA, Mattson WJ (1992) The dilemma of plants: to grow or todefend. Q Rev Biol 67:283–335
Hilker M, Meiners T (2011) Plants and insect eggs: how do they affect eachother? Phytochemistry 72:1612–1623
Hummel GM (2009) Herbivore-induced jasmonic acid bursts in leaves of Nicotiana attenuata mediate short-term reductions in root growth. Plant Cell Environ 32:134–143
Karban R (2001) Communication between sagebrush and wild tobacco in the field. Biochem Syst Ecol 29:995–1005
Karban R et al (2004) The specificity of eavesdropping on sagebrush by other plants. Ecology 85:1846–1852
Karban R (2004) The specificity of eavesdropping on sagebrush by other plants. Ecology 85:1846–1852
Kegge W, Peirik R (2010) Biogenic volatile organic compounds and plant competition. Trends Plant Sci 15:126–132
Kigathi RN, Weisser WW, Veit D, Gershenzon J, Unsicker SB (2013) Plants suppress their emission of volatiles when growing with conspecifics. J Chem Ecol 39:537–545
Li MY, Muldowney J (1993) On Bendixon’s criterion. J Differ Equ 106:27–39
Liu YH, Zeng RS, Liu DL, Luo SM, Wu HW, An M (2006) Modelling dynamics of plant defence volatiles using the An–Liu–Johnson–Lovett model. Allelopath J 18:215–224
Liu YH, Liu DL, An M, Fu YL, Zeng RS, Luo SM, Wu H, Pratley J (2009) Modelling tritrophic interactions mediated by induced defence volatiles. Ecol Model 220:3241–3247
Marder M (2013) Plant intelligence and attention. Plant Signal Behav 8:e23902
Mithöfer A, Boland W (2012) Plant defense against herbivores: chemical aspects. Plant Biol 63:431–50
Mukherjee D (2018) Dynamics of defensive volatile of plant modeling tritrophic interactions. Int J Nonlinear Sci 25:76–86
Perko L (2000) Differential equations and dynamical systems, 3rd edn. Springer, Berlin
Pierik R, Visser EJH, de Kroon H, Voesenek L (2003) Ethylene is required in tobacco to successfully compete with proximate neighbours. Plant Cell Environ 26:1229–1234
Sobhy IS, Erb M, Lou Y, Turlings TCJ (2014) The prospect of applying chemical elicitors and plant strengtheners to enhance the biological control of crop pests. Philos Trans R Soc B 369:20120283
Staswick PE (1992) Methyl jasmonate inhibition of root-growth and induction of a leaf protein are decreased in an Arabidopsis thaliana mutant. Proc Natl Acad Sci USA 89:6837–6840
Sun C, Loreau M (2009) Dynamics of a three-species food chain model with adaptive traits. Chaos Solitons Fractals 41:2812–2819
Takabayashi J, Dicke M (1996) Plant–carnivore mutualism through herbivore-induced carnivore attractants. Trends Plant Science 1:109–113