基于计算机断层扫描的油菜茎秆异常损伤机制研究——揭示Aulacothorax coerulescens的隐蔽为害特性

《Journal of Plant Diseases and Protection》：The massification of an atypical field symptom: damaged oilseed rape caused by Aulacobaris coerulescens (Col.: Curculionidae) using computed tomography approaches

本研究针对油菜茎秆隐蔽性害虫Aulacothorax coerulescens的为害机制开展计算机断层扫描(CT)分析，通过非侵入式成像技术首次量化了幼虫蛀食腔体积(99.48±14.00 mm3)与茎秆肥大组织体积(4356.67±628.70 mm3)的正相关性(r=0.52)，证实虫害导致植株输导组织密度值(HU值-828.34)异常及营养转运障碍，为油菜栽培技术中针对性防控策略制定提供了理论依据。

　　

在多瑙河流域的油菜田中，一种名为绿色芜菁象甲(Aulacothorax coerulescens)的隐蔽性害虫正悄然引发异常田间症状。这种属于象甲科(Curculionidae)的昆虫，其幼虫在油菜茎秆内部蛀食形成腔道，导致植株出现特殊的肥大现象，但表面却不见明显的茎秆开裂或畸形症状。这种"非典型"为害特征往往使种植者直到收获时才意识到产量已遭受严重损失，据统计受损植株单株产量下降达45.71%(从8.66g降至4.55g)。

传统上，油菜害虫研究多集中于茎象甲属(Ceutorhynchus)种类，而对A. coerulescens的为害机制了解有限。匈牙利农业与生命科学大学的研究团队创新性地采用医学领域的计算机断层扫描技术(CT)，对采集自匈牙利索莫吉县油菜田的受害植株进行非破坏性成像分析，旨在揭示这种隐蔽性害虫的为害特性及其对植株生理的影响。

研究方法上，团队在油菜荚果成熟期(BBCH70)采集了30株样本(15株受害株与15株健康株)，使用西门子SOMATOM Definition AS+CT扫描仪以250mAsX射线剂量、100kV管电压进行扫描，通过Slicer 5.3.0软件进行三维重建和参数测量。同时设置室外隔离培养验证害虫发育阶段，并采用成熟加速剂敌草快二溴化物处理进行产量损失评估。

计算机断层扫描分析结果显示，受害茎秆中幼虫平均体长为5.40±0.78mm，形成的蛀食腔体积为99.48±14.00mm3。茎秆肥大部位直径达22.15±0.75mm，长度达98.22±1.40mm，且肥大体积与腔体体积呈正相关(r=0.52)。特别值得注意的是，幼虫位置与肥大中心距离与肥大长度呈现高度相关性(r=0.95)，表明虫害引起的生理变化具有规律性传播特征。

组织密度分析通过Hounsfield单位(HU值)测量发现，肥大组织平均密度为-828.34HU，显著低于健康茎秆组织(-423.71HU)，证实虫害导致组织结构疏松化。这种密度变化与幼虫分泌的酶类物质引起的细胞壁降解密切相关，可能涉及多聚半乳糖醛酸酶(PG)和脂氧合酶(LOX)的活性变化。

讨论部分深入分析了虫害引起的生理机制。与传统茎象甲害虫不同，A. coerulescens的为害部位集中在根颈区域，直接阻断植株的向顶运输(acropetal direction)过程。研究推测肥大形成可能与植物激素调节有关，特别是茉莉酸和乙烯的局部积累可能触发防御反应，同时活性氧(ROS)在损伤部位的生成进一步加剧组织病变。这种位于茎基部的输导障碍对正处于强烈蒸腾期的油菜影响尤为严重，导致光合产物无法正常转运至生殖器官。

研究结论强调，A. coerulescens的为害特性与常见茎象甲存在本质区别，其引起的茎基部肥大和输导组织破坏是导致严重减产的关键因素。由于症状隐蔽且化学防治窗口期短，建议在成虫迁飞高峰期实施靶向防控。该研究不仅为油菜害虫综合治理(IPM)提供了新见解，也展示了CT技术在农业昆虫学研究中的广泛应用前景。