近日,我所茶樹遺傳育種創新團隊在茶樹介導的植食性昆蟲互作機理解析方面取得重要進展,首次鑒定了茶蚜蜜露中的海藻糖是調控茶蚜-茶樹-茶尺蠖三重互作關系的關鍵活性分子,并進一步闡明其調控機理。研究論文以“Trehalose in Tea Aphid Honeydew Enhances the Performance of a Chewing Herbivore on Tea Plants by Suppressing Plant Defence and Increasing Leaf Water Content”為題發表在國際知名期刊Plant, Cell & Environment上。
茶樹常遭受多種植食性昆蟲的為害。團隊前期研究已證明兒茶素、表兒茶素、表沒食子酸兒茶素和表沒食子酸兒茶素沒食子酸酯等是茶樹中重要的抗蟲物質(Li et al., 2022 Plant Cell & Environment; Lin et al., 2022 Horticulture Reasearch)。然而,茶樹介導的多種植食性昆蟲的互作關系及機制仍不清楚。研究發現,茶蚜為害可促進后續茶尺蠖的生長,且茶蚜蜜露參與這一過程;茶蚜蜜露并非作為直接營養來源,而是通過抑制防御相關兒茶素的積累而間接促進茶尺蠖的生長。通過對蜜露成分的系統分析和生測試驗,鑒定出海藻糖為茶蚜蜜露中的活性分子之一。海藻糖通過雙重機制顯著增強后續取食的茶尺蠖的生長適合度:首先,海藻糖能夠有效抑制茶樹中多種抗蟲兒茶素(如C、EC、EGCG等)的積累,直接削弱茶樹對茶尺蠖的化學防御能力,且這一作用不依賴茉莉酸途徑;其次,海藻糖處理可誘導茶樹氣孔關閉,降低了蒸騰作用,從而提高了葉片的相對含水量,促進茶尺蠖幼蟲生長。這一發現不僅加深了對植物—昆蟲互作機制的理解,也為培育抗蟲茶樹品種提供了新思路。
研究得到了國家自然科學基金、中央公益類科研院所基礎研究基金和院創新工程等項目的支持。我所于永晨助理研究員為該論文的第一作者,我所孫曉玲研究員和華中農業大學倪德江教授為共同通訊作者。
