酚类化合物对橄榄木虱种群动态的影响:关键抗虫物质DHPE的发现与品种抗性机制解析

【字体: 时间:2025年07月05日 来源:BMC Plant Biology 4.3

编辑推荐:

  本研究针对伊朗橄榄主产区关键害虫橄榄木虱(Euphyllura straminea)的防治难题,通过系统分析8个橄榄品种中3,4-二羟基苯乙醇(DHPE)和总酚含量与虫害发生率的关系,发现Direh品种因高浓度DHPE(11.47±0.54 mg/g)表现出最强抗虫性,而Arbequina品种因最低DHPE含量(5.37±0.30 mg/g)受害最重。该成果为抗虫品种选育和植物源农药开发提供了重要靶点,论文发表于《BMC Plant Biology》。

  

橄榄作为地中海地区重要的经济作物,近年来在伊朗等地区遭受橄榄木虱(Euphyllura straminea Loginova)的严重危害。这种体型微小的同翅目害虫通过吸食嫩梢汁液、分泌蜜露诱发煤污病,导致橄榄花期败育和果实减产。据伊朗赞詹省统计,该虫害造成的产量损失从2000年的31%激增至近年52.59%,成为制约橄榄产业可持续发展的关键瓶颈。传统化学防治不仅面临农药抗性风险,更威胁生态环境安全。在此背景下,西阿塞拜疆省农业与自然资源研究中心的Mahmoud Azimi团队联合赞詹省多家研究机构,创新性地从植物化感物质角度切入,揭示了特定酚类物质介导的品种抗性机制,为绿色防控提供了新思路。

研究团队采用高效液相色谱(HPLC)和分光光度法,系统测定了Zard、Direh等8个栽培品种花穗和嫩梢中的3,4-二羟基苯乙醇(DHPE)及总酚含量,结合田间虫口密度调查,建立了化学防御物质与抗虫性的定量关系。所有实验材料均取自赞詹省塔罗姆橄榄研究站的种质资源圃,采用随机完全区组设计,通过Tukey检验进行差异显著性分析。

结果
寄主偏好性差异:成虫在Zard品种上密度最高(0.83±0.19头/梢),Direh最低(0.31±0.06头/梢);若虫在Arbequina品种上暴发(19.79±2.28头/花穗),Direh表现最强抗性(2.13±0.38头/花穗)。

化学防御物质分布:Direh花穗DHPE含量达11.47±0.54 mg/g,显著高于其他品种;Arbequina含量最低(5.37±0.30 mg/g)。总酚含量呈现相似趋势,Direh(31.40±0.50 mg/g)比敏感品种Arbequina(16.71±0.41 mg/g)高88%。

剂量-效应关系:建立DHPE浓度与若虫数量的负相关方程y=-2.2448x+26.102(R2=0.73),表明每增加1 mg/g DHPE,若虫数量降低2.24头。总酚的抑制作用较弱(R2=0.54)。

园艺性状排除:所有品种物候期和冠层密度无显著差异,叶片厚度与抗虫性无相关性,证实化学防御而非形态特征起主导作用。

讨论
该研究首次明确DHPE是橄榄抵御木虱危害的关键次生代谢物,其通过双重机制发挥作用:直接毒杀作用(埃及学者验证1 mmol/L DHPE可致若虫100%死亡率)和拒食效应(摩洛哥研究显示高酚品种引诱力降低4-5倍)。这一发现突破了传统抗虫育种依赖形态特征的局限,为分子标记辅助选择提供了特异性靶标。从应用角度看,优先推广Direh、Picual等高酚品种可减少31-52%的产量损失,而DHPE作为植物源农药先导化合物,其开发将推动橄榄产业向绿色防控转型。研究还提示气候因子(如赞詹省18.1℃年均温、308 mm年降雨量)可能通过调控酚类合成途径影响抗性表现,这为后续环境互作研究指明了方向。

这项由伊朗农业研究联盟支持的工作,不仅解决了生产实践中品种选择的技术难题,更丰富了植物-昆虫互作的理论体系。正如作者在结论强调的,将化学生态学原理融入综合害虫管理(IPM)策略,是实现农业可持续发展的重要途径。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号