植食性昆蟲通過植物的系統誘導反應產生復雜且多樣的相互作用關系。植食性昆蟲的種類（物種特異性）和取食危害程度（密度依賴效應）是決定植物系統誘導反應和昆蟲互作的重要因素，但目前就其交互作用知之甚少。
中國科學院武漢植物園入侵生態學學科組以入侵植物烏桕（Triadica sebifera）及其兩種生物防治昆蟲——紅胸律點跳甲（Bikasha collaris）和烏桕卷象（Heterapoderopsis bicallosicollis）為研究體系，通過野外調查、室內控制實驗和化學物質分析等實驗手段，研究了物種特異性和密度依賴效應對植物系統誘導反應和地上-地下昆蟲互作的影響。研究發現，地上卷象的取食行為抑制地下跳甲幼蟲的存活，并且這種抑制作用隨著卷象取食強度的增加而增強；與之相反，地上跳甲成蟲在低取食強度下促進其幼蟲的存活，而在高取食強度下抑制了其幼蟲的存活。此外，研究發現，物種特異性和密度依賴效應共同決定烏桕初生營養與次生防御物質的變化，并且這些變化是地上和地下昆蟲相互作用關系變化的內在驅動力。
研究結果深化了人們對植食性昆蟲種群動態、群落組成以及多樣性維持機制的認識，并為入侵植物生物防治效率的提高提供了新的思路。
本研究得到國家自然科學基金，湖北省自然科學基金和武漢市應用基礎前沿計劃的資助。相關研究成果以“Species specific plant-mediated effects between herbivores converge at high damage intensity”為題，發表于國際生態學期刊Ecology上。
圖：以烏桕 （Triadica sebifera）和兩種專食性昆蟲——紅胸律點跳甲（Bikasha collaris）和烏桕卷象（Heterapoderopsis bicallosicollis）為例，描述昆蟲物種特異性和密度依賴效應如何影響植物誘導反應及其生態后果。（a）當地上昆蟲取食傷害程度較低時，跳甲地上成蟲和地下幼蟲可以通過增加有益揮發物的釋放或改善根部營養狀況來相互促進；而卷象成蟲和跳甲幼蟲則通過增加有害揮發物的釋放或削減根部營養狀況來相互抑制。（b）如果跳甲成蟲對其幼蟲沒有密度依賴的調節作用（低密度促進，高密度抑制），跳甲地上成蟲密度的升高將會促進地下幼蟲的存活，而這將進一步削減地上卷象的密度甚至將其在該研究體系中排除。（c）反之，如果跳甲成蟲對其幼蟲具有密度依賴的調節作用，過高的地上成蟲密度將會抑制地下幼蟲的存活，而這將削減對卷象成蟲的抑制作用并將其始終維持在烏桕體系中。圖中紅線表示抑制作用，而綠線表示促進作用。
