花生中金雀异黄素（Genistein）介导的抗虫防御机制：西花蓟马（Frankliniella occidentalis）取食诱导的广谱抗性研究

这篇研究揭示了花生品种天富22号（TF22）通过西花蓟马（F. occidentalis）取食诱导的苯丙烷代谢途径激活，特异性积累金雀异黄素（Genistein），显著抑制蓟马化蛹率（降低60.35%），并降低蚜虫（A. craccivora）繁殖力与棉铃虫（H. armigera）幼虫增重。研究通过代谢组学（UHPLC-MS/MS）和qRT-PCR证实CHS、CHI、IFS基因上调是抗性关键，为抗虫育种提供新靶点。

　　

1. 引言

西花蓟马（Frankliniella occidentalis）是中国花生主产区的主要害虫，其取食导致叶片银白色斑点和病毒传播。传统化学防治易引发抗药性，培育抗性品种是可持续解决方案。本研究通过连续两年田间筛选，鉴定出抗性品种天富22号（TF22）和感病品种冀农5号（JN5），并揭示其代谢防御机制。

2. 材料与方法

2.1 田间抗性筛选

在河北农业大学试验站对38个花生品种进行抗性评估，采用伤害指数（DI）和虫口比率（IR）双重标准。TF22在2019年表现中抗（RI最高），2020年仍保持低抗性，而JN5连续两年高感。

2.2 代谢组学分析

通过超高效液相色谱-质谱联用（UHPLC-MS/MS）检测叶片代谢物。正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）显示，TF22受蓟马取食后，苯丙烷生物合成通路显著富集（VIP>1，p<0.05），而JN5无此响应。

3. 结果

3.1 关键代谢物鉴定

TF22中6种差异代谢物显著积累，包括异黄酮类金雀异黄素（Genistein，FC=6.248）和染料木素（Biochanin A，FC=6.538），以及黄酮7-羟基黄酮（FC=16.869）。这些物质在JN5中未显著诱导。

3.2 金雀异黄素的抗虫功能

人工饲料添加实验表明，0.5 mg/L Genistein使蓟马二龄若虫化蛹率下降60.35%，且导致蛹体畸形（图5）。外源喷洒200 mg/L Genistein使JN5的DI值降低至3.22（对照组为5.0），叶片损伤显著减轻。

3.3 广谱抗性验证

Genistein还抑制豆蚜（A. craccivora）繁殖力（11.30→6.18头/雌）和棉铃虫幼虫增重（减重63.97%），但未影响存活率，显示其特异性干扰发育的特性。

3.4 基因表达调控

qRT-PCR显示，TF22中查尔酮合成酶（CHS）、查尔酮异构酶（CHI）和异黄酮合成酶（IFS）基因表达量在取食48 h后较JN5高2-3倍（p<0.01），与Genistein积累趋势一致（图8）。

4. 讨论

本研究首次阐明Genistein通过抑制蜕皮相关生理过程（如几丁质合成）特异性靶向蓟马，而其对其他害虫的发育抑制可能涉及内分泌干扰。苯丙烷通路关键基因（CHS/CHI/IFS）的强诱导是TF22抗性的分子基础，为分子标记辅助育种提供依据。未来可探索Genistein纳米制剂或基因编辑技术应用于抗虫品种设计。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献结论；专业术语如UHPLC-MS/MS、OPLS-DA等均保留原文格式；生物学重复次数、统计方法等细节均与原文一致。）