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为探究柑橘黄龙病菌（CLas）和柑橘衰退病毒（CTV）如何影响柑橘植物次生代谢产物及改变媒介昆虫取食行为，研究人员用 EPG 研究亚洲柑橘木虱（Diaphorina citri）在不同感染状态植株上的取食行为，并用 LC-MS/MS 分析植株代谢物。结果揭示了二者对木虱取食行为的影响及相关代谢物变化，为柑橘病害防控提供新视角。
在柑橘的种植世界里，有两大 “杀手” 严重威胁着柑橘产业的发展，它们就是柑橘黄龙病（Huanglongbing，HLB）和柑橘衰退病。柑橘黄龙病是由 “Candidatus Liberibacter spp.”（主要是 Ca. L. asiaticus，CLas）引起的细菌性疾病 ，感染后柑橘树会出现黄梢、叶片斑驳、果实畸形等症状，已经在全球 50 多个国家和地区蔓延，造成了巨大的经济损失。柑橘衰退病则是由柑橘衰退病毒（citrus tristeza virus，CTV）引起的病毒性疾病，不同的 CTV 毒株对不同柑橘品种的危害程度各不相同。
亚洲柑橘木虱（Diaphorina citri）作为这两种病原体的传播媒介，既能携带 CLas，又能获取和潜在传播 CTV。但是，CLas 和 CTV 与昆虫媒介以及植物宿主之间相互作用的机制还不明确。为了揭开这个谜团，华南农业大学的研究人员开展了一系列研究，相关成果发表在《Phytopathology Research》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，运用电穿透图（electrical penetration graph，EPG）技术，监测亚洲柑橘木虱成虫在健康、CLas 感染、CTV 感染以及 CTV-CLas 共感染的柑橘植株上的取食行为，记录不同取食阶段产生的电压波形并分析。其次，利用液相色谱 - 串联质谱（liquid chromatography with tandem mass spectrometry，LC-MS/MS）技术，对这四类植株的代谢物进行检测和分析。同时，通过反转录定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）来确定植株的感染状态以及木虱获取病原体的情况。
研究结果如下：
- 亚洲柑橘木虱取食波形分析：在整个 8 小时的取食过程中，亚洲柑橘木虱在健康植株上产生非刺探（Np）波形的时间最长，而在单一病原体感染的植株上 Np 波形时间最短，这表明 CLas 和 / 或 CTV 感染会诱导木虱的取食偏好。在 CTV 感染的植株上，木虱产生叶肉细胞间途径（A + B + C）波形的比例最高，说明其寻找合适取食位点存在挑战；在 CLas 感染的植株上，木虱产生的叶肉细胞间途径波形比例与健康植株相似，但会出现罕见的木质部取食（G）波形，这意味着木虱在这些感染植株的韧皮部取食存在困难。
- 在柑橘韧皮部的取食行为特征：在寻找韧皮部筛管时，木虱在 CTV 感染植株上所需时间显著长于健康植株，在 CLas 感染植株上所需时间更长；而在 CTV-CLas 共感染植株上，寻找合适取食位点的时间与健康植株无显著差异。在分泌唾液（E1 波形）方面，木虱在 CLas 感染植株上的频率和持续时间显著高于其他植株；在韧皮部吸食汁液（E2 波形）时，木虱在共感染植株上的取食频率显著高于其他三组，在 CLas 感染植株上的取食持续时间则显著长于 CTV 感染和共感染植株。
- 取食行为与 CTV 获取的关系：研究发现，成功获取 CTV 的木虱在定位合适取食位点后，连续取食的持续时间显著长于未获取 CTV 的木虱，且取食持续时间与 CTV 的 Ct 值呈负相关，即取食时间越长，获取的 CTV 滴度越高。
- 病原体获取效率：在获取病原体的前期（1 - 2 天），木虱在 CTV 感染植株上获取 CTV 的量显著大于在共感染植株上的获取量；而在后期（15 天），两者无差异，说明 CLas 的存在会影响木虱早期获取 CTV。在获取 CLas 方面，在取食前期（9 天内），木虱在两组植株上都难以获取高浓度的 CLas，但在第 10 天和 13 天，木虱从共感染植株上获取的 CLas 浓度显著更高，表明 CTV 的存在能增强木虱后期获取 CLas 的能力。
- CTV 和 / 或 CLas 感染对柑橘代谢物的影响：通过 PCA、PLS-DA 等分析发现，CLas 感染和共感染会使植株的代谢物主成分发生显著变化。与健康植株相比，CTV 和 / 或 CLas 感染的植株共鉴定出 227 种差异代谢物（DMs），共感染产生的 DMs 数量最多，CTV 感染产生的最少。不同感染状态下，植株的有机 acids、氨基酸、黄酮类化合物、糖类等多种代谢物都发生了显著变化，并且 KEGG 通路富集分析表明，不同感染组在 ABC 转运蛋白、氨基酸酰 - tRNA 生物合成等多条通路存在显著富集。
- 叶片中脉解剖结构变化：CTV 感染使叶片细胞排列更紧密，木质部维管束增多，韧皮部组织厚度减小；CLas 感染导致叶脉表皮细胞增大，木质部维管束增多，韧皮部区域纵向扩展且纤维严重木质化；CTV-CLas 共感染使叶片组织结构严重受损，韧皮部和木质部界限不清，细胞变形。
研究结论和讨论部分指出，CTV 感染会延长亚洲柑橘木虱定位韧皮部的时间，l - 阿拉伯糖和山奈酚可能与此有关；CLas 感染会诱导木虱的应激反应，抑制其刺入韧皮部，这可能与 α - 亚麻酸代谢受阻和茉莉酸甲酯（MeJA）合成诱导有关；共感染会影响木虱获取病原体的效率，虽然 CLas 感染会阻碍木虱取食，但 CTV 的存在能缓解这种阻碍，同时共感染还会使植株产生一些增强抗性的黄酮类化合物，影响木虱取食。这些发现为柑橘病害的有效管理和降低 HLB 风险提供了有价值的见解，有助于制定更科学的柑橘种植保护策略。
