番茄茉莉酸介导的防御反应对捕食性天敌种群密度的影响及其在生物防治中的意义

本研究针对番茄茉莉酸(JA)介导的防御反应是否影响捕食性天敌种群密度这一关键问题，通过比较野生型(Castlemart)和JA缺陷突变体(def-1)番茄在两种害虫(Bemisia tabaci和Frankliniella occidentalis)侵染下，四种捕食性天敌(两种植绥螨和两种捕食性蝽)的种群动态。研究发现JA防御途径对天敌密度无显著负面影响，而腺毛等组成型防御才是限制天敌效力的关键因素，为优化番茄害虫生物防治策略提供了重要依据。

　　

在植物与植食性昆虫长达3.5亿年的协同进化过程中，番茄(Solanum lycopersicum)发展出了复杂的防御体系，包括组成型防御（如腺毛分泌有毒代谢物）和诱导型防御（如茉莉酸JA信号通路激活）。然而，这些防御机制可能产生"误伤"效应——既抑制害虫也影响其天敌的控害能力。西班牙国家研究委员会等机构的研究团队在《Journal of Pest Science》发表研究，通过精巧的实验设计揭示了JA防御途径与生物防治效能的真实关系。

研究采用两种番茄基因型：能正常激活JA通路的野生型Castlemart(CM)和JA缺陷突变体def-1，分别接种两种具有不同JA调控能力的害虫——能抑制JA防御的烟粉虱(Bemisia tabaci MED型)和激活JA防御的西花蓟马(Frankliniella occidentalis)。四种天敌被分为"适生"（Typhlodromus(A.) recki螨和Macrolophus pygmaeus蝽）与"非适生"（Amblyseius swirskii螨和Orius laevigatus蝽）两组，通过9-10周的温室实验监测种群动态，并统计腺毛诱捕量。

主要技术方法：

1. 双基因型番茄栽培体系（CM vs def-1）
2. 时序性害虫接种（分0/1周两次接种）与天敌释放
3. 分层抽样统计害虫幼体/天敌移动态数量
4. 腺毛诱捕量化（6个随机叶柄的显微计数）
5. 广义线性模型(GLMs)分析累积数量差异

结果与发现

JA防御对害虫种群的影响
在无天敌对照组中，西花蓟马在def-1突变体上的种群显著高于野生型（P<0.001），证实JA通路能有效抑制该害虫。而烟粉虱在两种基因型间无差异，支持其JA抑制能力。

天敌控害效能分析

1. A. swirskii-烟粉虱系统：捕食螨种群始终低于5头/样本，控害效果不显著（P=0.520），且基因型无交互作用。
   

   

2. M. pygmaeus-烟粉虱系统：捕食蝽使害虫数量降低50%（P=0.003），但JA状态不影响控效。
   

   

3. O. laevigatus-西花蓟马系统：虽然def-1上蓟马更多（P<0.001），但天敌仅在该基因型上数量略增（P=0.037），无实际控害提升。

4. T.(A). recki双系统：该螨对两种害虫均无显著控效，但西花蓟马同样在def-1上更多（P<0.001）。

腺毛的致命陷阱
实验末期检测发现，除M. pygmaeus外，其余天敌均被腺毛大量诱捕（P<0.001），且基因型无差异。

结论与意义
该研究首次系统论证：1）JA介导的诱导防御不会显著削弱天敌种群；2）番茄腺毛等组成型防御才是限制生物防治效能的"阿喀琉斯之踵"；3）天敌适应性（如M. pygmaeus进化出抗腺毛特性）比植物防御状态更关键。这一发现为选育"天敌友好型"番茄品种提供了新思路——可保留JA防御对抗害虫，同时通过调控腺毛密度或成分来优化生物防治。研究还揭示了T.(A). recki作为本土天敌的应用潜力，为区域性害虫治理策略开发奠定基础。