能源甘蔗抗螟虫机制解析：以蔗茅与滇蔗茅为亲本的新型品种抗性研究

为解决甘蔗螟虫（ESB/INB）导致全球30%产量损失的问题，印度甘蔗育种研究所团队系统评估了26个以Saccharum spontaneum（Type I）和Erianthus arundinaceus（Type II）为亲本的能源甘蔗品种。研究发现Type II品种通过提升酚类、硅含量及蛋白酶抑制剂（PIs）等抗代谢物质，显著抑制螟虫生长发育（幼虫存活率降低22-34天），并鉴定出4个高抗性品种（SBIEC 14006等），为生物燃料作物育种提供重要遗传资源。

　　

在全球能源需求预计205年达247艾焦的背景下，能源甘蔗作为高生物量、低蔗糖的生物燃料作物备受关注。然而，鳞翅目害虫——早期螟虫（Chilo infuscatellus, ESB）和节间螟虫（Chilo sacchariphagus indicus, INB）可造成30%的产量损失，严重制约其产业化发展。传统甘蔗品种抗性有限，而野生近缘种Saccharum spontaneum（蔗茅）和Erianthus arundinaceus（滇蔗茅）因其高纤维含量和逆境耐受性，成为能源甘蔗育种的关键亲本。印度甘蔗育种研究所的研究团队通过系统筛选26个Type I（蔗茅衍生）和Type II（滇蔗茅衍生）能源甘蔗品种，揭示了滇蔗茅后代通过独特的抗生机制（antibiosis）抵御螟虫的分子基础，为抗虫育种提供了新思路。

研究团队采用田间筛选（记录ESB/INB发生率）与实验室生化分析相结合的策略，重点检测了酚类、硅、多酚氧化酶（PPO）及蛋白酶抑制剂（PIs）等抗虫相关代谢物。通过相关性分析，明确了这些物质与螟虫发育参数的负相关关系，并利用离体实验验证了滇蔗茅PIs对螟虫中肠蛋白酶的抑制效应。

Field screening of energy canes against ESB and INB
田间评估显示，Type II品种对ESB完全抗性（发生率0%），而Type I品种最高达25.1%。INB在Type II中的发生率（1.5-42.36%）显著低于Type I，且滇蔗茅后代SBIEC 14006等3个克隆表现突出。

Discussion
生化分析表明，Type II品种通过积累酚类（如木质素前体）、硅（物理屏障）及PIs（抑制消化酶），形成多重防御。滇蔗茅PIs对ESB中肠蛋白酶的抑制效率比蔗茅高40%，导致幼虫期延长至39-52天（Type I仅22-34天）。

Conclusion
该研究首次证实滇蔗茅衍生能源甘蔗通过"代谢武器库"（硅-酚-PIs协同）实现持久抗虫性，筛选出的SBIEC 14006等品种兼具高生物量与抗虫性，为边际土地生物燃料生产提供解决方案。论文发表于《Journal of Asia-Pacific Entomology》，为甘蔗抗虫育种树立了代谢标记辅助选择的新范式。