地上和地下昆蟲互作對于植物生長和地上地下昆蟲群落結構組成具有重要影響。然而，地上和地下昆蟲互作的內在機制還不清楚。研究表明寄主植物可以調節地上和地下昆蟲的相互作用，植物初生代謝產物和次生代謝產物的合成和分配可能在其中起到至關重要的作用。
近年來，武漢植物園入侵植物生物學課題組黃偉博士等在丁建清研究員的指導下，以大戟科植物烏桕（Triadica sebifera）和同時具有地上（成蟲）和地下（幼蟲）兩個生活史階段的紅胸律點跳甲（Bikasha collaris）為對象，研究植物與地上和地下昆蟲的相互作用關系，結果發現跳甲地上成蟲的取食行為促進地下幼蟲的生長發育，而地下幼蟲的取食行為抑制地上成蟲的生長發育（Huang, 2012, Ecology）。最近，課題組采用相同的研究體系，探討植物代謝物質在地上和地下昆蟲互作中的作用。
研究發現地下幼蟲取食顯著增加根部的單寧含量，但是地上成蟲取食降低了單寧在根部的積累，進而促進地下幼蟲的生長發育。同時，地上成蟲取食增加根部氮的積累，這也可能與地下幼蟲生長發育的提高密切相關。雖然地上成蟲取食增加葉片的單寧含量，但當地下幼蟲同時取食時，葉片的單寧含量進一步升高，進而導致地上成蟲生長受到抑制。此外，隨著單寧含量的增加，葉片黃酮含量顯著降低，預示著這兩類化學物質存在權衡關系。因此，植物單寧和氮在葉片和根部的重新分配導致地上和地下昆蟲不對稱的互作關系。這些發現有助于闡明植物化學物質在調節地上和地下昆蟲種群動態所起的作用，并且對于指導農業有害昆蟲的治理和入侵植物的生物防治同樣具有重要意義。
本項研究分別得到了國家“973計劃”、國家自然科學基金、中國科學院外籍研究員和美國國家自然科學基金等的支持。相關研究成果在線發表于英國皇家學會會刊B輯Proceedings of the Royal Society of London Series B-Biological Sciences（doi: 10.1098/rspb.2013.1318）。
紅胸律點跳甲（Bikasha collaris）地上成蟲和地下幼蟲取食對烏桕（Triadica sebifera）葉片（a）和根部（b）單寧和黃酮含量的影響
