甘薯小象虫(Cylas formicarius (Fab.)(Coleoptera: Brentidae))是一种以甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.(Solanales: Convolvulaceae))为食的害虫,每年造成巨大的经济损失。然而,目前还没有找到安全有效的方法来保护甘薯免受甘薯小象甲的侵害。昆虫侵害诱导的植物挥发物(HIPVs)能激活多种防御的生物活性,但它们在甘薯中的形成和防御机制仍未清晰。为了明确甘薯中合成的防御性HIPVs,我们监测了虫侵害过程中甘薯挥发物的释放动态。通过稳定同位素示踪以及转录和代谢水平的分析,揭示了候选HIPVs的生物合成途径和调控因子。最后,对候选HIPVs的抗虫活性和防御机制进行了评估。本研究表明,(Z)-3-己烯基乙酯(z3HAC)和别罗勒烯由甘薯小象甲诱导合成,具有明显的昼夜节律。本文还首次报道了Ipomoea batatas ocimene synthase(IbOS)是别罗勒烯合成路径的基因。昆虫侵害造成的损伤促进了底物 (Z)-3-己烯醇的积累,并上调了IbOS的表达,从而分别导致z3HAC和别罗勒烯含量的增加。z3HAC和别罗勒烯气体分子能激活临近植株对甘薯小象甲的防御能力。本研究提供了关于甘薯防御性挥发物的形成、调控和信号转导机制的信息,对于建立有效的甘薯小象甲防治措施具有重要意义。