茶角胸葉甲(Basilepta melanopus)是一種重要的咀嚼式茶樹害蟲,廣泛分布于如湖南、廣東、廣西等中國南部茶區(qū),其取食可造成葉片嚴重損傷,影響茶葉產(chǎn)量與品質(zhì)。為深入解析茶樹對該害蟲的防御機制,湖南省茶葉研究所雜種優(yōu)勢利用課題組李賽君研究員團隊和茶樹害蟲監(jiān)測與防控課題組合作,開展了多組學聯(lián)合研究。
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2026年1月,研究團隊在Industrial Crops & Products發(fā)表論文Integrated metabolomic and transcriptomic profiling reveals the defense response of tea plants (
Camellia
sinensis) to Basilepta melanopus 。研究以茶樹品種‘保靖黃金茶1號’為材料,設置對照、機械損傷及茶角胸葉甲取食處理,通過代謝組、植物激素組和轉(zhuǎn)錄組的整合分析,系統(tǒng)解析了該害蟲取食茶樹誘導的特異性防御響應。該研究由湖南省茶葉研究所、岳麓山實驗室、湘西州農(nóng)業(yè)科學院聯(lián)合完成。湖南省茶葉研究所、岳麓山實驗室李賽君研究員和雷雨副研究員為共同通訊作者,謝念祠博士與包強副研究員為論文第一作者,湘西州農(nóng)業(yè)科學院副院長彭云參與了本研究。
研究結果表明,茶角胸葉甲取食茶樹葉片誘導茶樹發(fā)生代謝重編程,啟動抗蟲防御代謝響應。其中,葉片中芳香族氨基酸和酰胺類氨基酸含量顯著升高,咖啡堿、可可堿和抗壞血酸等防御相關代謝物動態(tài)積累,茉莉酸、生長素及吲哚類化合物含量顯著提升,茉莉酸及其衍生物快速大量積累,葉片中茉莉酸含量在茶角胸葉甲取食48 h時比對照高88倍,成為茶樹抗蟲響應的核心物質(zhì)。與對照和機械損傷相比,茶角胸葉甲取食引發(fā)的代謝變化有明顯特異性。
加權基因共表達網(wǎng)絡分析(WGCNA)鎖定了一個與茉莉酸高度相關的共表達模塊,該模塊富集了茉莉酸生物合成關鍵基因(CsLOX2.1、CsLOX2.2、CsLOX2.3和CsLOX3)及轉(zhuǎn)錄因子(CsMYC2和CsWRKY23)。進一步采用反義寡核苷酸抑制抑制茶樹葉片中CsWRKY23表達后,CsMYC2、CsLOX2.1、CsLOX2.2和CsLOX3表達顯著下調(diào)。據(jù)此推測,CsMYC2-CsWRKY23-CsLOXs級聯(lián)調(diào)控主導了茶樹葉片對茶角胸葉甲的JA依賴性防御,實驗結果初步探明了茶樹響應茶角胸葉甲的防御機制,為抗蟲茶樹品種選育及關鍵調(diào)控基因挖掘提供了重要理論支撐。
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論文鏈接:
https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.122543
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