两种杨树对寡食性昆虫Chrysomela populi生长发育及化学防御的差异性调控机制研究

本研究针对寡食性昆虫Chrysomela populi对不同杨树品种（Populus canadensis和P. tomentosa）的适应性差异问题，通过分析幼虫存活率、体重变化及化学防御物质水杨醛（salicylaldehyde）合成，结合转录组测序技术，揭示了P. canadensis更利于C. populi生长发育和防御基因表达，而P. tomentosa通过抑制海藻糖（trehalose）代谢导致幼虫发育受阻。该研究为昆虫-植物协同进化提供了分子层面的新见解。

　　

杨树作为中国造林的主要树种，其生态与经济价值常受寡食性昆虫Chrysomela populi的威胁。这种昆虫专一取食杨属植物，通过代谢杨树叶中的柳苷（salicin）合成防御性物质水杨醛（salicylaldehyde），但其对不同杨树品种的适应性机制尚不明确。北京的研究团队选取广泛种植的加拿大杨（Populus canadensis）和毛白杨（Populus tomentosa），系统比较了C. populi的生长发育、化学防御及基因表达差异。

研究采用生存率统计、水杨醛含量测定及PacBio Iso-Seq联合Illumina RNA-Seq技术。结果显示：取食P. canadensis的幼虫存活率达96.3%，化蛹率显著提高，而P. tomentosa组仅能存活至2龄；水杨醛合成量在P. canadensis组更高。转录组分析发现，P. tomentosa组幼虫海藻糖合成不足但代谢过度，且防御相关基因CpMRP上调而β-葡萄糖苷酶和SAO（salicyl alcohol oxidase）未激活。

【Host plants and leaf beetles】
实验选用北京门头沟区未施农药的两种杨树及百花山自然保护区采集的C. populi成虫，通过配对饲养建立实验种群。

【Survivorship and development】
P. canadensis组1龄幼虫存活率（96.3%）显著高于P. tomentosa组（55.51%），且后者幼虫体重增长停滞。

【Discussion】
宿主差异通过调控海藻糖代谢通路影响昆虫能量供应，同时CpMRP基因的异常表达可能导致防御物质合成障碍。

【Conclusions】
研究首次阐明P. canadensis通过维持海藻糖稳态和激活水杨醛合成通路促进C. populi适应性，而P. tomentosa则通过代谢干扰抑制其发育。该成果发表于《Journal of Insect Physiology》，为杨树抗虫育种和生态防控提供了理论依据。