臺大國際學院研究登上《Nature Ecology & Evolution》 揭示植物與昆蟲化學攻防的演化軌跡

平時聞到那股像剛割過草地般清新濃烈的「青草味」，多半來自植物釋放的綠葉揮發物 (green leaf volatiles, GLVs)。這些分子不只是氣味來源，更是植物在受傷、遭昆蟲取食或面臨環境壓力時，迅速啟動的化學訊號；它們可參與防禦反應、抑制病原，甚至吸引草食昆蟲的天敵來協防，或是提醒周圍植物進入備戰狀態。

臺灣大學國際學院全球農業科技與基因體科學碩士學位學程 (Global ATGS) 助理教授林育賢，與國際研究團隊及中興大學昆蟲學系助理教授譚景文合作，其研究成果近日獲刊於生態與演化領域頂尖國際期刊《Nature Ecology & Evolution》。此研究延續其先前對昆蟲唾液酵素的發現，進一步探討植物與鱗翅目昆蟲中hexenal isomerase (Hi) 酵素的演化起源、功能分化與催化機制。

研究指出，鱗翅目昆蟲唾液中的Hi酵素，可將植物受傷後最早釋放的綠葉揮發物Z-3-hexenal轉換為E-2-hexenal，進而改變植物釋放的氣味組成。由於增加E-2-hexenal可能更容易吸引毛毛蟲的天敵，這種作用等於在昆蟲取食植物的同時，也放大植物的警報訊號。更有趣的是，植物本身也具有能執行相同反應的酵素；然而昆蟲與植物的Hi分別來自不同蛋白質家族，顯示2者雖沿不同演化路徑前進，卻發展出相似的化學功能。

研究團隊進一步分析34種鱗翅目昆蟲，發現昆蟲Hi主要分布於較晚分化的類群，顯示這項功能並非鱗翅目昆蟲早期即普遍具備，而是在特定支系中逐步演化形成，且不同物種間活性差異顯著。另一方面，研究也透過AI工具對於蛋白質結構進行預測與功能分析，釐清昆蟲Hi的催化機制；植物端的分子演化分析則顯示，植物專屬的Hi很可能起源於核心被子植物，與被子植物興盛所形塑的植物昆蟲交互作用密切相關。

林育賢表示，此項成果串連植物與昆蟲生理、化學生態、分子功能與演化分析，為理解植物與昆蟲之間的共演化提供了新的視角。下次聞到熟悉的青草氣味時，或許也能想到，那不只是草的味道，更可能是植物在面對外界壓力時所發出的求救訊號，也是這場持續上億年的植物—昆蟲化學攻防戰所留下的痕跡。

研究成果全文：https://www.nature.com/articles/s41559-026-02999-2