植物根系不断向土壤中分泌初级和次级代谢物。这些分泌物在根际植物、动物和土壤之间的相互作用中起着关键作用。苯并恶嗪类化合物是一类广泛存在于玉米、小麦和黑麦等禾本科植物中的次生代谢物。这些代谢产物被认为是植物中的一般防御代谢产物，与广泛的直接拒食、杀虫、抗菌和化感作用有关。它们也是根分泌物中最丰富的次生代谢物之一。
浙江大学环境与资源科学学院徐建明教授领导了这项研究，研究了铁在苯并恶嗪类介导的植物-食草动物相互作用中的潜在机制。他们的研究结果最近发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上，题为“土壤化学决定防御性植物次生代谢物是促进还是抑制食草动物的生长”。
玉米秋粘虫(Spodoptera frugiperda)是玉米主要的鳞翅目害虫之一。它以玉米叶片为食，在世界各地造成严重的产量损失。玉米植物可以合成苯并恶嗪类化合物作为一种“天然农药”来防治害虫。然而，科学家们发现，这种“天然杀虫剂”并不总是能有效抵御秋粘虫。是什么让这种“天然农药”失去了杀灭效果?
苯并恶嗪类对食草动物性能的影响取决于土壤类型
苯并恶嗪类化合物可以在叶和根中合成，并以分泌物的形式释放到土壤中。为了测试苯并恶嗪类物质的防御功能是否受到土壤性质的影响，徐建明等从江苏省宜兴市8个不同的耕地中采集了两种土壤类型(人为土和铁土)。
他们发现，分泌的苯并恶嗪类物质可以与土壤相互作用，从而增加植物叶片中的铁含量。铁离子被认为是一种必需的和有限的微量营养素，它们在植物叶绿素和其他物质的合成中发挥着关键作用。
根铁供应与苯并恶嗪类物质的相互作用决定了叶铁稳态
徐教授说:“我们发现，铁离子可以与苯并恶嗪类物质螯合，然后调节叶片铁的稳态，这可能是由于螯合后，铁从根向叶片的运输增强了。”
根铁供应与苯并恶嗪类物质的相互作用决定了食草动物的铁供应
铁离子能促进光合作用，提高玉米产量。研究人员发现，最初的“天然杀虫剂”的失败主要是由于土壤中铁离子的可用性。“这项研究将为作物育种提供新的视角，以及抗虫害植物育种的新目标，”徐说。
