Herbicide Stress Modifies Defensive, Nutritional, and Volatile Chemistry of Red Maple Cultivars Associated with Chrysobothris Attraction.
J Chem Ecol · 2026 · 52 · PMID 42501140 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 농업과 정책 > 기타·종설 · 곤충 · 제형(GBH)
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제초제 노출은 식물의 이차 대사를 변화시켜 곤충의 숙주 선택에 영향을 미칠 수 있으나, 휘발성 유기 화합물(VOC) 신호 전달에 미치는 영향은 여전히 불분명하다. 레드 메이플(Acer rubrum L.)은 광범위하게 심는 관상용 나무로 평평머리좀벌레(Chrysobothris spp.)의 공격을 자주 받으며, 제초제 손상은 좀벌레 활동 증가와 관련이 보고된 바 있다. 본 연구에서는 접촉성 제초제(펠라고닉산) 한 종류와 전신성 제초제(글리포세이트) 한 종류를 이용하여 나무줄기에 처리했을 때, 두 가지 레드 메이플 품종에서 VOC 방출 및 관련 영양학적/방어 화학 성분이 어떻게 영향을 받는지 조사하였다. 4주간의 현장 실험을 통해 잎의 VOCs와 함께 당류, 폴리페놀, 탄닌을 정량화하였고, 이를 좀벌레 산란 시도 및 유충 성공률과 연관 지었다. 제초제 노출은 화합물 특이적이며 품종 의존적인 VOC 반응을 유도했으며, 감수성 품종인 '브랜디와인(Brandywine)'은 더 큰 시간적 변동성과 $\beta$-미르센을 포함한 특정 모노테르펜의 높은 방출량을 보였다. 이러한 VOC 변화는 잎 폴리페놀 및 줄기 당 농도 증가와 일치하였다. 반면, 감수성이 낮은 품종인 '가을 불꽃(Autumn Blaze)'은 처리 전반에 걸쳐 비교적 안정적인 화학 프로파일을 나타냈다. 산란 시도와 유충 발생은 제초제 처리된 '브랜디와인' 나무에서 집중되었으며, 특히 접촉성 제초제 노출 후에 그러하였다. 종합적으로 볼 때, 이러한 결과들은 VOC 신호 전달의 제초제 유도 변조가 영양학적 및 방어 화학 성분의 변화와 결합하여 성충 숙주 선택, 산란 후 유충 성능에 영향을 미치고 궁극적으로 좀벌레에게 숙주 적합성과 매력도를 높일 수 있음을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
Herbicide exposure can alter plant secondary metabolism with consequences for insect host selection, yet its effects on volatile organic compound (VOC) signaling remain poorly understood. Red maple (Acer rubrum L.) is a widely planted ornamental tree frequently attacked by flatheaded borers (Chrysobothris spp.), and herbicide injury has been associated with increased borer activity. We investigated how trunk application of two commercial herbicides, one contact herbicide (pelargonic acid) and one systemic herbicide (glyphosate), influence VOC emissions and associated nutritional and defensive chemistry in two red maple cultivars differing in susceptibility to Chrysobothris. Across a four-week field experiment, foliar VOCs were quantified alongside sugars, polyphenols, and tannins, and related to borer oviposition attempts and larval success. Herbicide exposure induced compound-specific and cultivar-dependent VOC responses, with the susceptible cultivar ('Brandywine') exhibiting greater temporal variability and elevated emissions of select monoterpenes, including β-myrcene. These VOC shifts coincided with increased foliar polyphenols and trunk sugar concentrations. In contrast, the less susceptible cultivar ('Autumn Blaze') showed comparatively stable chemical profiles across treatments. Oviposition attempts and larval occurrence were concentrated on herbicide-treated 'Brandywine' trees, particularly following contact herbicide exposure. Together, these results suggest that herbicide-induced modulation of VOC signaling, coupled with changes in nutritional and defensive chemistry, may influence adult host selection, larval performance following oviposition, and ultimately enhance host suitability and apparency to Chrysobothris.| 저자 | Perkovich, C.; Eichler, M.; O'Neal, P.; Addesso, K. M. |
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| 저널 | Journal of chemical ecology |
| 권·호·쪽 | 52(4) |
| PMID | 42501140 |
| DOI | 10.18637/jss.v027.i08 |
| MeSH | Animals; Herbicides; Volatile Organic Compounds; Coleoptera; Acer; Larva; Oviposition; Glyphosate; Glycine; Plant Leaves; Tannins; Female |