植食性昆虫通过植物的系统诱导反应产生复杂且多样的相互作用关系。植食性昆虫的种类（物种特异性）和取食危害程度（密度依赖效应）是决定植物系统诱导反应和昆虫互作的重要因素，但目前就其交互作用知之甚少。
中国科学院武汉植物园入侵生态学学科组以入侵植物乌桕（Triadica sebifera）及其两种生物防治昆虫——红胸律点跳甲（Bikasha collaris）和乌桕卷象（Heterapoderopsis bicallosicollis）为研究体系，通过野外调查、室内控制实验和化学物质分析等实验手段，研究了物种特异性和密度依赖效应对植物系统诱导反应和地上-地下昆虫互作的影响。研究发现，地上卷象的取食行为抑制地下跳甲幼虫的存活，并且这种抑制作用随着卷象取食强度的增加而增强；与之相反，地上跳甲成虫在低取食强度下促进其幼虫的存活，而在高取食强度下抑制了其幼虫的存活。此外，研究发现，物种特异性和密度依赖效应共同决定乌桕初生营养与次生防御物质的变化，并且这些变化是地上和地下昆虫相互作用关系变化的内在驱动力。
研究结果深化了人们对植食性昆虫种群动态、群落组成以及多样性维持机制的认识，并为入侵植物生物防治效率的提高提供了新的思路。
本研究得到国家自然科学基金，湖北省自然科学基金和武汉市应用基础前沿计划的资助。相关研究成果以“Species specific plant-mediated effects between herbivores converge at high damage intensity”为题，发表于国际生态学期刊Ecology上。
图：以乌桕 （Triadica sebifera）和两种专食性昆虫——红胸律点跳甲（Bikasha collaris）和乌桕卷象（Heterapoderopsis bicallosicollis）为例，描述昆虫物种特异性和密度依赖效应如何影响植物诱导反应及其生态后果。（a）当地上昆虫取食伤害程度较低时，跳甲地上成虫和地下幼虫可以通过增加有益挥发物的释放或改善根部营养状况来相互促进；而卷象成虫和跳甲幼虫则通过增加有害挥发物的释放或削减根部营养状况来相互抑制。（b）如果跳甲成虫对其幼虫没有密度依赖的调节作用（低密度促进，高密度抑制），跳甲地上成虫密度的升高将会促进地下幼虫的存活，而这将进一步削减地上卷象的密度甚至将其在该研究体系中排除。（c）反之，如果跳甲成虫对其幼虫具有密度依赖的调节作用，过高的地上成虫密度将会抑制地下幼虫的存活，而这将削减对卷象成虫的抑制作用并将其始终维持在乌桕体系中。图中红线表示抑制作用，而绿线表示促进作用。
