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捕食性螨虫Pronematus ubiquitus通过双重机制调控番茄关键病虫害:捕食作用与植物防御诱导
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月22日 来源:Insect Biochemistry and Molecular Biology 3.2
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为解决番茄锈螨(Aculops lycopersici)和白粉病(Oidium neolycopersici)依赖化学农药的治理难题,研究人员通过实验室与温室实验,揭示了捕食性螨虫Pronematus ubiquitus通过直接捕食和激活JA/SA/ET防御通路的双重机制,显著降低病虫害发生率。该研究为番茄可持续种植提供了新型生物防治策略。
番茄作为全球重要经济作物,长期面临番茄锈螨(Aculops lycopersici)和白粉病(Oidium neolycopersici)的双重威胁。传统化学防治不仅导致环境污染,还易引发害虫抗药性。更棘手的是,锈螨体型微小(仅150-200 μm),能躲藏在番茄表皮毛下逃避天敌捕食;而白粉病作为专性活体营养型病原菌,能通过分生孢子快速传播。尽管已有研究报道某些捕食螨的控害潜力,但关于其是否通过激活植物免疫系统协同增效的机制仍属空白。
来自比利时Biobest Group N.V.等机构的研究团队发现,体型更小的捕食性螨虫Pronematus ubiquitus能穿透番茄表皮毛层,通过"物理清除+免疫激活"的协同作用实现高效控害。这项发表于《Insect Biochemistry and Molecular Biology》的研究,首次系统解析了该螨虫对番茄病虫害的双重调控机制。
研究采用三大关键技术:1)利用野生型番茄Castlemart与JA缺陷突变体def-1的对比实验;2)体外测定P. ubiquitus对白粉病菌孢子萌发的抑制效应;3)通过RNA-seq解析防御相关基因表达谱。样本来源于机构自有培养体系,包括标准化的螨虫种群和病原菌株。
【Cultures and plant materials】
实验采用16:8 h光周期的恒温培养系统,以野生型Castlemart和JA缺陷突变体def-1为材料,螨虫种群和花粉饲料均来自标准化培养体系。
【Effect of pre-exposing plants to P. ubiquitus】
预暴露实验显示:野生型番茄上锈螨产卵量降低64%(1.96→0.71卵/雌螨),而def-1突变体无此效应,证实JA通路是诱导防御的关键。
【Discussion】
转录组分析揭示P. ubiquitus激活了JA、SA和ET三条防御通路,同时上调次生代谢物合成基因。温室试验中,该螨虫对白粉病的防效显著优于传统天敌Macrolophus pygmaeus。
【Conclusion】
研究证实P. ubiquitus通过"捕食+免疫激活"的双引擎模式实现高效控害:其体型优势可物理清除隐蔽害虫,同时通过JA等通路激活系统性抗性。这种双重机制为开发"以螨治螨+免疫诱导"的绿色防控体系提供了理论依据,对减少化学农药依赖具有重要实践价值。
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