橄榄种质对沫蝉的抗性：控制木质部菌（Xylella fastidiosa）传播的另一种方法

《Journal of Pest Science》：Olive germplasm resistance to spittlebugs: an alternative approach to curb Xylella fastidiosa spread

　　摘要
自Xylella fastidiosa在欧洲出现以来，研究主要集中在植物对这种病原体的抗性上，而影响昆虫媒介与植物相互作用及传播动态的植物性状则较少受到关注。具有降低昆虫媒介适宜性的解剖学和/或化学性状的植物基因型可能通过减少媒介数量和宿主持久性来限制病原体的传播。我们利用电穿透图（EPG）技术，评估了14种在意大利南部普利亚地区广泛种植的橄榄品种对欧洲主要媒介Philaenus spumarius的适宜性。这些橄榄品种的适口性和潜在的抗媒介性状是通过一个植物适宜性指数（PSI）来评估的，该指数综合了多个EPG变量，这些变量反映了昆虫获取木质部导管的难易程度以及开始和维持持续取食活动的能力（如逃避事件频率、开始探测和到达木质部导管的时间、总探测时间以及木质部汁液摄入的持续时间），同时也考虑了单独的木质部汁液摄入指数。根据PSI的结果，Arbequina、Pendolino和Leccio del Corno等橄榄品种具有影响Philaenus spumarius接受度的解剖学和/或化学性状组合。相比之下，仅考虑木质部汁液摄入指数时，Leccino、Pendolino和Picholine品种被认定为媒介最不喜欢的食物来源。这些结果表明，某些橄榄品种上的媒介数量和持久性可能会减少，这对Xylella fastidiosa的传播具有潜在影响；然而，需要开展田间规模的研究来验证这一假设。

引言
媒介传播的植物病原体（如细菌、病毒和植原体）对全球农业构成了重大威胁（Huang等人，2020年）。它们在环境中的建立和传播与其昆虫媒介的生态学和行为密切相关（Purcell，1981年；Cornara等人，2018a, b年）。特别是宿主植物的位置和接受行为是媒介传播植物病原体循环中的关键组成部分（Daugherty等人，2011年）。昆虫媒介通过整合多种线索（主要是视觉和嗅觉线索）在环境中定位潜在的宿主植物（Jaenike，1990年）。着陆后，昆虫会先评估植物的物理和化学性状，然后再进行尝试性取食。这一步骤使昆虫能够判断该植物是否为合适的食物来源（Chapman，2003年）；实际上，植物组织中是否存在符合昆虫需求的化学成分将决定昆虫是否接受该植物并定居，反之则会被拒绝并寻找新的宿主（Fereres和Moreno，2009年；D?ring，2014年）。因此，促进昆虫定位和接受的植物性状将有利于增加媒介在植物上的数量和持久性，从而可能通过支持其生存和繁殖来提高整体适应性（Bernays和Chapman，1994年）。对于某些媒介传播的植物病原体（如Xylella fastidiosa）的传播，媒介的数量及其在植物上的停留时间与传播的可能性呈正相关（Daugherty和Almeida，2009年）。事实上，植物上的媒介数量越多，它们在植物上停留的时间越长，探测事件就越频繁，这增加了媒介通过探测行为获取和接种病原体的机会（Jackson等人，2008年；Daugherty和Almeida，2009年）。因此，具有抗媒介性状的植物（即降低媒介适宜性的解剖学和/或化学性状）在病原体流行病学中的作用可能不如适宜的宿主重要（Mitchell等人，2016年；Ripamonti等人，2022年）。

Philaenus spumarius L.（半翅目：蚜虫科）是欧洲主要的X. fastidiosa subsp. pauca ST53媒介，这种病原体是意大利南部橄榄快速衰退综合征的致病因子（Cornara等人，2017年）。Xylella fastidiosa是一种非循环性传播的细菌，仅通过取食木质部汁液的昆虫传播。传播过程需要相对较短的媒介-植物相互作用时间（几分钟），无论是从源植物获取病原体还是将其接种到受体植物上（Purcell和Finlay，1979年；Cornara等人，2024a年；Bodino等人，2023年）。由于病原体的传播特性，依赖杀虫剂的传统控制策略在抑制媒介数量方面通常效果不稳定（Dongiovanni等人，2020年；Lago等人，2022年）。一种替代且可能更有效的方法是破坏媒介定位和接受宿主植物的能力，从而减少媒介-植物相互作用的频率和持续时间，进而降低病原体传播的可能性（Purcell等人，1981年；Avosani等人，2024年）。除了干扰媒介在传播事件前定位和定居的行为性威慑措施外，使用具有抗媒介性状的植物基因型也是一种限制X. fastidiosa传播的有前景策略。迄今为止，研究主要集中在寻找植物对这种细菌的耐受性或抗性来源（Wallis等人，2013年；Saponari等人，2017年；Montilon等人，2023年；Morales-Cruz等人，2023年），几乎忽略了媒介-植物相互作用。据我们所知，关于抗蚜虫性状的研究仅限于甘蔗品种，因为在巴西，甘蔗的主要害虫是Mahanarva fimbriolata St?l（半翅目：Cercopidae）（Dinardo-Miranda等人，2016年）。温室试验表明，在具有潜在抗生素和/或抗拒食性状的野生甘蔗品种上，M. fimbriolata的发育和存活受到限制（Orozco-Restrepo等人，2017年）。此外，商业甘蔗品种中也报道了抗蚜虫性状，这些品种使昆虫的若虫存活率、取食量和产卵量降低（García等人，2011年；Dinardo-Miranda等人，2014年，2016年）。关于对X. fastidiosa媒介具有抗性的植物性状，Kleina等人（2020年）发现某些李子品种中的X. fastidiosa流行率降低与对Bucephalogonia xanthophis Berg（半翅目：Cicadellidae）媒介的适宜性降低有关，因为昆虫在抗PLS（Plum Leaf Scorch）的品种上的探测和取食行为发生了改变，这可能是由于木质部化学或生理层面的抗拒食性。此外，Cornara等人（2024b年）观察到Leccino品种的橄榄植物对P. spumarius的适宜性低于Ogliarola Salentina品种，这与前者相比木质部汁液化学成分不太有利有关。Leccino品种对媒介的较低适宜性，加上其对X. fastidiosa的耐受性，可以解释该品种在意大利南部（普利亚地区）细菌爆发中病原体流行率较低的原因（Saponari等人，2017年；Cornara等人，2024b年）。Leccino植物不太有利的化学成分可以解释为抗性相关性状，因为它可能使植物对蚜虫的吸引力降低，导致蚜虫放弃该植物并寻找新的宿主（Cornara等人，2024b年）。较低的适口性，即植物作为食物来源的适宜性降低，可能会导致媒介数量减少和持久性缩短，最终减少病原体的传播。因此，在这种假设下，具有抗媒介性状的植物品种将不太可能促进Xylella fastidiosa在农业生态系统中的传播（Purcell，1981年；Daugherty和Almeida，2009年）。Cornara等人（2024b年）的研究仅关注了三种橄榄品种——这些品种是研究X. fastidiosa ST53的主要宿主——作者观察到的差异主要与木质部和与木质部相关的活动（即木质部汁液的摄入）有关。然而，其他橄榄品种可能表现出不同的抗媒介性状，包括与木质部不直接相关的解剖学或化学特性，这些特性可能会影响植物对媒介的适宜性。通过鉴定不同橄榄品种对蚜虫的适宜性，可以利用不太适合媒介的植物基因型来控制细菌的传播，从而降低其作为X. fastidiosa来源/受体的可能性。

因此，在这里，我们使用电穿透图（EPG）技术评估了意大利南部普利亚地区14种广泛种植的橄榄品种对Philaenus spumarius的适宜性，这些品种包括Arbequina、Bella di Spagna、Cima di Melfi、Coratina、Frantoio、FS-17、Lecciana、Leccino、Leccio del Corno、Nocellara Messinese、Nociara、Ogliarola、Pendolino和Picholine（Boscia等人，2017年；EFSA，2017年；Saponari等人，2017年；Pavan等人，2021年；Camposeo等人，2021年，2022年）。橄榄品种的适口性和潜在的抗媒介性状是通过一个植物适宜性指数（PSI）来评估的。该指数基于之前为韧皮部汁液取食昆虫提出的EPG指数（例如Girma等人，1992年，1994年）开发而成，综合了多个EPG变量，反映了昆虫获取木质部导管的难易程度以及开始和维持持续取食的能力。此外，还单独使用木质部汁液摄入指数来评估植物适宜性，该指数定义为在摄入阶段所花费的总探测时间的比例。

材料与方法
昆虫和植物的饲养
Philaenus spumarius的三龄和四龄若虫在意大利南部普利亚地区一个无X. fastidiosa的区域（41.018037°N，16.902046°E）收集。若虫在包括Vicia sativa L.（豌豆）和Vicia faba L.（蚕豆）在内的十天生长的宿主植物混合物上饲养至成年，每周更换一次宿主植物。新蜕皮的个体被收集并关在含有Vitis vinifera L.（葡萄）、Amaranthus retroflexus L.（普通苋菜）、蚕豆和Catharanthus roseus（长春花）的混合笼子中（性别比例为1:1，每个笼子约200只个体）。若虫和成虫都在Bari Aldo Moro大学（意大利东南部）的DiSSPA设施内的防虫遮阳温室中的虫笼（60×90×60厘米——MegaView Science Co., Ltd.，台湾）中饲养（温度23±6°C，相对湿度50±10%，无人工光源）。草本植物每周更换一次，除了长春花。葡萄藤每月修剪一次。植物每隔一天浇水一次，不使用肥料。长春花植物每两周更换一次，并在蚜虫接触植物后一个月和三个月使用qPCR方法根据EPPO诊断标准PM 7/24（5）（EPPO，2023年）进行X. fastidiosa检测（附录5），使用的引物和探针由Harper等人（2010年）描述，以验证暴露于蚜虫的受体植物仍为X. fastidiosa阴性（即，在我们的实验条件下没有检测到传播）。

对于EPG实验，使用了一年生橄榄植株，这些植株是从装有2:1混合物（Typical Brill基质（Brill? Substrate 70 L，意大利）和珍珠岩（PERALIT25—Perlite Italiana srl，MI，意大利）的1-L盆中培育出来的。植株被放置在防虫温室中，温度为22±1°C，相对湿度为60±5%（无光周期控制），每隔一天浇水一次，并每周施用一次Plantafol 20:20:20（NPK，Valagro）1克/升的肥料。为了避免干扰沫蝉的探针行为，未使用任何杀虫剂。

通过EPG技术辅助分析Philaenus spumarius的探针和取食行为

使用EPG技术（遵循Markheiser等人2023年描述的协议），评估了成年P. spumarius（包括雄性和雌性）在十四种橄榄品种（Arbequina、Bella di Spagna、Cima di Melfi、Coratina、Frantoio、FS-17、Lecciana、Leccino、Leccio del Corno、Nocellara Messinese、Nociara、Ogliarola Salentina“以下简称Ogliarola”、Pendolino和Picholine）上的探针和取食行为。记录时间在2025年5月至6月之间进行。

(i) EPG设置和变量

使用八通道直流EPG放大器（型号Giga-8d，EPG Systems，瓦赫宁根，荷兰）进行EPG记录。数据通过‘Stylet + d’软件（EPG Systems，瓦赫宁根，荷兰（https://www.epgsystems.eu/）采集。为了连接EPG，将一到两个月大的沫蝉成虫通过短暂暴露在-20°C的Eppendorf管中1.5分钟进行麻醉，然后用真空装置固定，并用双层银导电漆（Pelco?，16062，Ted Pella，美国）将其固定在18-μm的金线上。接线后，将昆虫转移到有空气流通的Petri培养皿中饥饿一小时，以适应连接的电线。在连接EPG之前，用额外的导电银漆加强电线-电极的连接。电线的另一端使用银漆连接到3厘米（直径2毫米）的铜电极上。电极插入电流放大器，而植物则通过放置在盆栽基质中的铜电极连接到电路上。记录每只沫蝉的探针行为6小时。记录在法拉第笼内进行，控制条件为（23±1°C，60±5%相对湿度，补充人工光源1000±200勒克斯）。昆虫可以接触到橄榄植株的顶端5厘米部分，包括茎组织和至少一片叶子和一个叶柄。每种品种每种性别至少进行十次重复实验/记录，每只沫蝉对应一株植物。为了避免位置效应，在重复实验中交换每种品种的位置。

EPG波形使用‘Stylet + a’软件（EPG Systems，瓦赫宁根，荷兰）手动标记，然后通过“XylFeed” MS Excel宏（Markheiser等人2023）进行分析。根据Cornara等人（2018a, b）、Markheiser等人（2023）和Spadavecchia等人（2024）的协议，考虑的EPG波形包括：(i) np，非探针行为；(ii) C，路径接触；(iii) Xc，木质部接触；(iv) Xi，木质部摄取（频率>0.1 Hz）；(v) LF，低频木质部摄取（频率<0.1 Hz）；(vi) N，非路径木质部活动中断；(vii) N2，第二种非路径木质部中断；(viii) R，休息状态；(ix) Xe，与X. fastidiosa接种相关的行为；(x) W，探针收回；(xi) Esc，个体从宿主植物中逃逸。考虑的EPG变量包括：(i) 总探针时间—TPT（沫蝉在6小时内将探针插入植物组织中的时间）；(ii) 总停留时间—TRT（沫蝉在6小时内未逃逸而在植物上的时间）；(iii) 探针次数：无（未成功）和有木质部摄取（成功）的探针次数，仅有木质部导管接触的探针次数；(iv) NWEI：每只昆虫的波形事件次数；(v) WDEI：每只昆虫的单次波形事件的中位持续时间；(vi) WDI/TPT：每只昆虫在整个探针时间内的波形总持续时间；(vii) WDI/TRT：每只昆虫在整个停留时间内的波形总持续时间；(viii) Sequential：从EPG记录开始或从第一次探针开始计算执行特定波形所需的时间。

(ii) 统计分析

使用R软件（版本4.3.1）对EPG数据进行了统计分析。使用Generalised Linear Mixed Models（GLMM.TMB）和Template Model Builder（GLMM.TMB）研究了与品种相关的探针行为差异（即总探针时间、总停留时间、探针次数、非连续和连续变量）。橄榄品种和昆虫性别作为解释变量，记录日期作为随机因素。必要时，使用ln(x+1)或√(x)对EPG数据进行处理，以减少异方差性并改善正态分布。对于这些转换不足且显示分布不匹配的变量，实施了lognormal家族模型（Brooks等人2017）。模型使用“glmmTMB”包（Venables和Ripley 2002）运行，而残差分布使用“DHARMa”包（Fox和Weisberg 2019）检查。使用“car”包进行方差分析（ANOVA），以评估模型中固定效应的总体显著性。对于统计上显著的效应（p<0.05），使用Tukey的Honest Significant Differences（HSD）测试进行成对比较；在橄榄品种之间使用“emmeans”包（Lenth等人2021）进行比较。使用“psych”包（Revelle 2021）准备了原始数据集的摘要。使用visreg包（Breheny和Burchett 2017）生成图表。

(iii) 植物适宜性指数

我们基于EPG变量生成了一个简化的植物适宜性指数，表示植物被接受为沫蝉食物来源的可能性，即假设能够长期容纳更大数量的沫蝉种群。考虑的EPG变量包括：

- 逃逸事件频率（Esc）：当沫蝉感知到不符合其需求的信号或受到外源性压力源的干扰时，它们会离开宿主植物。较高的逃逸频率可能表明昆虫所接触的植物具有不符合沫蝉需求的化学和/或解剖学特征。
- 首次探针时间：沫蝉着陆后插入植物组织所需的时间。较高的值可能表明存在降低宿主吸引力的化学和/或解剖学特征，或缺乏触发探针的必要信号。
- 首次木质部接触时间（Xc）：沫蝉着陆后到达木质部导管所需的时间。较高的值可能表明难以到达导管并开始取食。
- 首次木质部摄取时间（Xi）：沫蝉着陆后开始取食（吸取木质部汁液）所需的时间。较高的值可能反映了到达导管和开始取食的困难，或缺乏促进快速吸取汁液的化学信号。
- 首次低频木质部摄取时间（LF）：沫蝉着陆后开始低频木质部摄取（由口器泵的间歇性收缩驱动的不连续摄取）的时间。这种行为反映了由于口器肌肉收缩不稳定而难以维持持续汁液摄取，导致活动不连续（LF）。因此，LF在着陆和开始探针时越早发生，植物具有可能影响取食的负面特征的可能性越高。
- 总探针时间：沫蝉在EPG记录期间将探针插入宿主植物组织中的时间。探针时间越短，植物表现出妨碍探针和降低植物适宜性的解剖学和/或化学特征的可能性越高。
- 木质部摄取指数，表示为整个摄取期（Xi + LF）持续时间占总探针时间（TPT）的百分比（Xi + LF）× 100：该变量表示沫蝉在主动取食（吸取木质部汁液）期间将探针插入宿主植物组织中的时间百分比。这一百分比越高，昆虫从事非取食行为的时间越短。

在线资源1中展示了用于植物适宜性指数的连续EPG变量的时间顺序。
- 木质部摄取指数：表示在整个探针时间（TPT）内，沫蝉将探针插入宿主植物组织并积极取食（吸取木质部汁液）的百分比。这个百分比越高，昆虫从事非取食行为的时间越短。

在线资源2中展示了每种橄榄品种在非探针（np）、木质部摄取（Xi + LF）和其他探针活动上花费的总停留时间的饼图比例。每个饼图代表了所有记录中这三个EPG阶段的相对持续时间。为了生成植物适宜性指数，根据层次聚类方法将橄榄品种按照相似性分组。使用“emmeans”包估计了每种橄榄品种的调整后EPG变量均值。提取估计的边际均值并用于计算欧几里得距离矩阵。然后使用Ward的最小方差方法（ward.D2）在hclust函数中执行层次聚类（Murtagh和Legendre 2014）。使用“dendextend”包生成了结果树状图。

之后，我们生成了一个简化矩阵，根据聚类为每种橄榄品种分配一个分数；该分数表示沫蝉在特定探针和取食模式上的表现。例如，对于木质部摄取指数，层次聚类将品种分为八个簇，从簇1（木质部指数最低的品种）到簇8（木质部指数最高的品种）。因此，对于木质部摄取指数，品种的分数从1（木质部摄取持续时间最短的品种）到8（木质部摄取持续时间最长的品种）。由于不同EPG变量的簇数不同（从8到10不等），原始分数被转换为百分比（最高簇对应100%），以标准化它们的贡献并防止由于某些变量具有更多簇而产生的偏差。之后，通过除以100来缩放分数，确保可比性并得到更小、更易于管理的最终值。矩阵中的最终分数代表了通过层次聚类获得的所有EPG变量的相对值的总和。每个EPG变量的分数取决于通过层次聚类生成的簇数。具体来说，簇按照适宜性从低到高排序，然后转换为分数，范围从1（最低值/最差表现）到该变量识别的簇总数（最高值/最佳表现）。

结果

Philaenus spumarius在十四种橄榄品种上的探针和取食行为

这里仅报告了沫蝉在十四种橄榄品种上的探针和取食行为中的统计显著差异，以及相应的原始平均值±标准误差。包括ANOVA结果和相关EPG变量的显著成对比较的详细数据总结在在线资源3中，而每种品种的EPG记录的最终数据集的详细信息在在线资源4中报告。

Arbequina上的总探针时间显著较短（236.43±27.79分钟），而Picholine（306.99±17.37分钟）、FS-17（312.01±15.28分钟）和Bella di Spagna（325.16±10.73分钟）较长；FS-17（312.01±15.28分钟）也比Pendolino（252.62±25.85分钟）和Bella di Spagna（325.16±10.73分钟）长；Bella di Spagna（325.16±10.73分钟）也比Cima di Melfi（245.33±27.27分钟）、Pendolino（252.62±25.85分钟）、Leccio del Corno（288.54±24.02分钟）和Nociara（305.01±19.95分钟）长。同样，Bella di Spagna（360分钟）的总停留时间显著长于Cima di Melfi（272.48±28.2分钟）、Leccio del Corno（319.95±20.01分钟）、Pendolino（322.53±21.24分钟）和Nociara（329.83±19.51分钟）。Cima di Melfi（272.48±28.2分钟）上的沫蝉总停留时间比Picholine（339.17±14.95分钟）和FS-17（347.94±11.68分钟）短。

FS-17上的探针总数显著更多（4.41±0.75次），而Lecciana（2.65±0.78次）较少。

Bella di Spagna上的单次路径事件平均持续时间（C WDEImd）显著较长（3.72±1.28分钟），而FS-17（0.91±0.1分钟）较短。

Arbequina（3.9±0.65次）、Cima di Melfi（4.20±0.88次）和Leccio del Corno（4.4±0.91次）的木质部接触事件总数（Xc NWEI）显著低于Coratina（9.5±1.16次）、FS-17（9.59±1.11次）和Ogliarola（11.53±1.69次）。在Ogliarola上，沫蝉的木质部接触事件（Xc NWEI）（11.53±1.69次）比Nociara（5.05±0.85次）和Pendolino（5.4±1.16次）多。此外，Ogliarola上的木质部接触时间与总停留时间之比（Xc WDI/TRT）显著长于Cima di Melfi（0.36±0.1次）和Leccio del Corno（0.38±0.13次）。

此外，Arbequina上的昆虫木质部摄取事件（Xi NWEI）（11.5±1.85次）显著少于Picholine（15.95±1.59次）、Coratina（19.19±2.12次）、Frantoio（19.65±3.01次）、FS17（18.64±1.7次）、Lecciana（22.04±5.34次）、Ogliarola（21.05±2.77次）。同样，Cima di Melfi上的沫蝉的Xi NWEI（13.9±1.87次）也显著少于Coratina、FS17和Ogliarola。然而，在Coratina上木质部摄取事件的数量显著高于Leccio del Corno（12.05±1.51）、Nocellara Messinese（12.38±1.63）和Pendolino（13.8±1.99）。Frantoio上的沫蝉表现出比Leccio del Corno和Nocellara Messinese更高的木质部摄取指数（Xi NWEI）。此外，与Leccio del Corno、Nocellara Messinese和Pendolino相比，昆虫在FS17上的木质部摄取指数也更高。尽管如此，Ogliarola上的木质部摄取指数显著低于Leccio del Corno、Nocellara Messinese和Nociara，但仍高于Pendolino。木质部摄取的总持续时间与总探测时间之比（Xi WDI/TPT）在Bella di Spagna上显著更长（79.85±4.68），而在Leccino（54.84±5.65）、Pendolino（56.07±6.81）、Picholine（57.2±5.52）、Arbequina（59.68±5.6）和Nocellara Messinese（63.66±6.42）上则较短。相反，能够接触到Leccino和Pendolino植物的沫蝉显示出比FS-17（68.09±5.26）、Coratina（69.41±4.4）、Frantoio（72.06±5.63）、Leccio del Corno（72.09±5.28）、Ogliarola（74.05±4.79）和Nociara（77.76±6.09）更短的木质部摄取持续时间与总探测时间之比。同样，木质部摄取的总持续时间与总停留时间之比（Xi WDI/TRT）在Arbequina上显著较短（43.43±6.12），而在Ogliarola（67.11±4.87）、Nociara（70.71±6.11）和Bella di Spagna（72.84±5.08）上较长。此外，Pendolino上的沫蝉显示出比Nociara（70.71±6.11）和Bella di Spagna（72.84±5.08）更短的木质部摄取持续时间与总停留时间之比。相反，Ogliarola在木质部摄取持续时间与总停留时间之比上较长（67.11±4.87）（图1e）。

图1 根据统计分析显著不同的每个EPG变量对橄榄品种进行层次聚类；a 第一次接触木质部（Xc）的时间，b 第一次摄取木质部汁液（Xi）的时间，c 第一次接触低频摄取（LF）的时间，d 总探测时间，e 木质部摄取指数（Xi+LF WDI/TPT）。分支上方的数字表示每个变量的橄榄品种簇组。对于第一次接触木质部（Xc）和第一次摄取木质部汁液（Xi）的时间（a, b），较低的簇编号表示达到木质部导管所需的时间较长，而较高的簇编号表示时间较短，木质部摄取较早。相反，对于第一次接触低频摄取（LF）的时间（c），较低的簇编号表示低频摄取的开始较早，而较高的编号表示在低频摄取活动开始前的延迟较长。对于总探测时间和木质部摄取指数（d, e），簇编号的增加表示值较高，分别表示探测持续时间较长，以及用于木质部摄取的时间比例较大。Arbequina（EPG记录次数=20）、Bella di Spagna（n=20）、Cima di Melfi（n=20）、Coratina（n=26）、Frantoio（n=20）、FS-17（n=22）、Lecciana（n=23）、Leccino（n=25）、Leccio del Corno（n=20）、Nocellara Messinese（n=21）、Nociara（n=20）、Ogliarola Salentina（n=19）、Pendolino（n=20）和Picholine（n=19）。

此外，与总停留时间相比，Bella di Spagna的木质部摄取总持续时间（Xi+LF）与总探测时间之比（Xi+LF WDI/TRT）显著较短（54.74±6.75），而Frantoio（67.91±4.11）、Cima di Melfi（68.59±3.68）、FS-17（70.96±4.32）、Coratina（71.19±4.12）、Nocellara Messinese（72.53±4.91）、Ogliarola（75.91±3.55）、Bella di Spagna（77.04±4.98）和Nociara（78.19±4.96）则较长。Frantoio上的沫蝉表现出比Nocellara Messinese（13.78±2.61分钟）和Leccio del Corno（15.38±3.82分钟）更短的每次木质部摄取事件的平均持续时间（Xi WDEImd）（3.92±0.44分钟）。

非途径事件的总数（N NWEI）在Arbequina上显著较低（5.9±0.96），而在Coratina（13.54±2.06）和Ogliarola（15.68±2.43）上较高。在EPG连续变量中也观察到了显著差异。实际上，从EPG记录开始或从第一次探测开始计算，刺针到达木质部导管以及开始摄取木质部汁液所需的时间在Leccino上显著较短（np到第一次接触木质部：5.29±0.72分钟；np到第一次摄取木质部汁液：5.76±0.72分钟；第一次接触导管到第一次接触木质部汁液：3.31±0.61分钟；第一次接触导管到第一次摄取木质部汁液：3.79±0.63分钟），而在Leccio del Corno（np到第一次接触木质部：24.43±5.32分钟；np到第一次摄取木质部汁液：24.8±5.33分钟；第一次接触导管到第一次接触木质部汁液：15.84±4.18分钟；第一次接触导管到第一次摄取木质部汁液：16.24±4.2分钟）和Bella di Spagna（np到第一次接触木质部：25.78±7.54分钟；np到第一次摄取木质部汁液：26.2±7.52分钟；第一次接触导管到第一次接触木质部汁液：21.86±6.67分钟；第一次接触导管到第一次摄取木质部汁液：22.27±6.65分钟）上较长。此外，从EPG开始到第一次摄取木质部汁液的时间在Leccino上显著较短（5.76±0.72分钟），而在Nocellara Messinese（23.49±6.45分钟）上较长。从EPG记录开始计算进行第一次持续木质部摄取所需的时间在Leccino上显著较短（17.78±7.96分钟），而在Frantoio上较长（39.92±9.64分钟）。同样，从第一次探测开始计算，Leccino上的沫蝉与Coratina（8.26±2.4分钟）和Frantoio（19.16±8.63分钟）相比，开始摄取木质部汁液的时间显著较短。从EPG记录开始计算启动第一次低频木质部摄取所需的时间在Coratina上显著较短（157.22±29.67分钟），而在Ogliarola（225.38±30.89分钟）和Frantoio（264.92±28.16分钟）上较长，而在Leccino上（156.99±27.29分钟）也比Frantoio短。从第一次探测开始计算，Frantoio上的昆虫进行第一次低频木质部摄取的时间较长（260.04±27.71分钟），而在Coratina（154.2±29.37分钟）、Leccino（155.03±27.14分钟）、Lecciana（155.08±28.3分钟）和Pendolino（170.38±32.41分钟）上较长。此外，Coratina上的沫蝉进行第一次低频木质部摄取所需的时间较短（154.2±29.37分钟），而在Ogliarola（222.01±31.07分钟）上较长。无论品种如何，雄性沫蝉的单次木质部摄取事件的平均持续时间（Xi WDEImd）显著短于雌性（7.83±0.75分钟）。此外，与总探测时间和总停留时间相比，雄性的休息时间（R WDI/TPT和R WDI/TRT）显著较短（分别为22.23±2.13分钟和19.51±1.93分钟），而雌性分别为31.68±2.28分钟和27.61±2.15分钟）。

波形Xe（导致X. fastidiosa感染的模式）仅在三个EPG记录中观察到：一个在Coratina上，一个在Leccino上，均由雌性沫蝉完成，第三个在Pendolino上由雄性沫蝉完成。

木质部摄取指数最短的品种是Leccino、Pendolino和Picholine，即木质部摄取的总持续时间（Xi+LF）与总探测时间之比（Xi+LF WDI/TPT）较短。具体来说，Leccino上的木质部指数显著较短（69.14±5.08），而Leccio del Corno（79.04±4.4）、FS-17（79.65±3.91）、Frantoio（81.65±3.56）、Coratina（82.65±3.04）、Ogliarola（83.28±2.74）、Bella di Spagna（84.28±4.28）和Nociara（85.38±4.35）则较长。同样，Pendolino上的昆虫表现出比Coratina、Frantoio、FS-17、Leccio del Corno、Nociara和Ogliarola更短的Xi+LF WDI/TPT（67.15±5.56）。此外，P. spumarius在Picholine上的木质部指数（70.74±5.31）显著低于Bella di Spagna（84.28±4.28）、Coratina（82.65±3.04）、Frantoio（81.65±3.56）、Nociara（85.38±4.35）和Ogliarola（83.28±2.74）。

植物适宜性指数是根据七个被认为与沫蝉宿主植物接受度相关的EPG变量生成的，即：（i）逃避事件的频率；（ii）第一次探测的时间；（iii）第一次接触木质部的时间；（iv）第一次摄取木质部汁液的时间；（v）第一次接触低频摄取的时间；（vi）总探测时间；（vii）木质部摄取指数（Xi+LF WDI/TPT）。在这些变量中，第一次探测和逃避事件在品种间没有显著差异，因此被赋予零分。其他变量通过层次聚类分为几个簇（图1）：（i）第一次接触木质部的时间，（ii）第一次摄取木质部汁液的时间将品种分为八个簇，第一次接触低频摄取的时间分为九个簇，（iii）总探测时间分为十个簇。x轴上品种的顺序反映了它们对沫蝉的相对适宜性，从不太适宜（左侧）到非常适宜（右侧）。每个EPG变量的簇基分数以及最终分数显示在表1中。

总体而言，植物适宜性指数揭示了所测试的14个橄榄品种之间的宿主适宜性梯度。Ogliarola被评为最适合沫蝉的品种，得分最高（4.26），其次是Coratina（3.44）、Frantoio（3.40）、FS-17（3.34）、Leccino（3.05）、Nociara（3.04）、Lecciana（2.95）、Bella di Spagna（2.68）、Nocellara Messinese（2.34）、Picholine（2.23）、Cima di Melfi（2.16）、Leccio del Corno（2.06）、Pendolino（2.06）和Arbequina（2.00）。图2和表1报告了每个EPG变量（以百分比表示）对每个橄榄品种的植物适宜性指数的贡献。橄榄品种按照植物适宜性指数的高低顺序排列。

在目前的研究中，我们通过电穿透图（EPG）表征了P. spumarius在Apulia地区（意大利南部）广泛分布的14个橄榄品种上的探测和取食行为。随后，通过开发一个整合了一些EPG变量的植物适宜性指数或仅考虑木质部摄取指数（木质部汁液摄取的总持续时间与总探测时间之比），评估了某个基因型支持大量沫蝉种群的可能性以及可能存在抗性特征。抗性特征，即减少昆虫在植物上数量和持续时间的植物特征，可能会显著影响媒介传播的植物病原体的传播（Ripamonti等人，2022年）。实际上，具有不符合昆虫位置和/或接受要求的特征的植物基因型可能作为病原体的来源/接收宿主的贡献较小，即其对病原体传播的贡献小于具有适合昆虫媒介特征的植物。我们考虑的EPG变量/探测和取食行为解释了宿主接受过程，即昆虫降落在宿主上时的情况，而没有考虑作为视觉线索的媒介定位特征（Lazar等人，2025年）。因此，关于每个基因型的流行病学作用的决定性数据需要额外的试验，包括选择试验和传播试验，以及迄今为止分散的田间数据。尽管如此，这里我们讨论了我们的关于宿主植物接受度的数据及其可能反映的测试橄榄品种如何支持X. fastidiosa的传播，考虑到植物在降落时的适宜性。

基于当前证据，木质部取食者（降落时）对宿主植物的接受度在很大程度上取决于木质部汁液的化学成分（Cornara等人，2024b；Tinelli等人，2025年）。木质部摄取指数，即用于摄取木质部汁液的探测时间比例，因此是宿主植物接受度的一个非常重要的变量。高指数反映了有利于昆虫的木质部汁液代谢组，促进了汁液的摄取和昆虫在植物上的停留。另一方面，低木质部指数预计出现在木质部汁液不符合沫蝉要求的植物上，这些植物在品尝/测试木质部后会放弃。仅考虑木质部指数，测试中最适合和最不适合P. spumarius的品种分别是Ogliarola和Frantoio，以及Leccino和Picholine。然而，无论木质部指数如何，缺乏阻碍刺针插入的解剖和/或化学特征以及快速找到木质部导管，以及快速开始连续（Xi）而非分散（LF）的木质部汁液摄取，都是可能有助于确定适合沫蝉的植物的因素。因此，我们开发的植物适宜性指数包含了从接触植物到第一次刺针插入、接触木质部导管和开始摄取木质部汁液以及分散/不连续摄取的发生和持续时间的所有EPG变量。

植物适宜性指数最高的品种是Ogliarola，即P. spumarius最有效取食的品种。实际上，接触木质部导管的速度相对较快；在探测过程中，木质部摄取是主要行为（约占总探测时间的80-85%），而分散/不连续的摄取（LF）偶尔发生，并且在探测的后期。因此，这种基因型对昆虫媒介的适应性，加上其对细菌的易感性（Saponari等人，2017年），很可能解释了在普利亚地区以Ogliarola为主的橄榄园中病原体高流行的现象。Coratina、Frantoio和FS-17也表现出较高的植物适应性指数，这使得它们能够更快地接触到木质部导管，并且相对于其他品种，木质部汁液的摄取时间相对较长。与Ogliarola一样，这些品种提供了非常适口的木质部成分；同时，根据Cornara等人（2024b年）的报告，这些品种的非木质部组织中缺乏结构障碍或抑制性化学信号，从而促进了针状体的快速穿透和木质部导管的进入。实际上，尽管这些品种在木质部结构上存在差异，但这些差异似乎并不妨碍针状体的穿透或木质部的获取，因为Coratina、Frantoio和FS-17在我们的实验中仍然被评为最适口的宿主。Coratina和Frantoio容易感染X. fastidiosa ST53菌株，尽管它们携带的细菌数量较少且症状较轻。另一方面，FS-17是一种耐受性品种（Cooper和Jones，1983年），即可以被细菌系统性和慢性感染而不会引起严重症状的基因型（Saponari等人，2017年）。细菌耐受性与对昆虫媒介的高适应性相结合，形成了一个流行病学上的难题（Daugherty等人，2017年）。随着疾病的发展，媒介的偏好会发生变化：当症状在潜伏期结束时出现，昆虫媒介预计会放弃有症状的宿主，转而寻找无症状的绿色枝条（Marucci等人，2004年；Rashed等人，2011年）。然而，如果一个受感染的植物不仅适合昆虫媒介，而且从不或很少出现症状，那么从理论上讲，它可能会在长期内促进病原体向易感宿主的传播（Sisterson和Stenger，2018年；Zeilinger等人，2021年）。鉴于FS-17在普利亚地区被广泛种植以替代易感橄榄品种（Pavan等人，2021年；Camposeo等人，2022年；普利亚大区政府，2024年），进一步结合田间调查和传播测试的研究应该仔细探讨其在该病原体传播中的作用。对于普利亚当局最近批准在X. fastidiosa ST53感染区域种植的另外两种耐菌橄榄品种Leccino和Lecciana（普利亚大区政府，2024年），也需要进行类似的研究。这两种品种的植物适应性指数相似，但Leccino在易于快速接触木质部导管和开始摄取木质部汁液的EPG变量方面得分更高，而其木质部汁液摄取指数在所有测试品种中最低，可能是由于其木质部汁液的化学成分不利（Cornara等人，2024b年）。相比之下，Lecciana的木质部接触和摄取开始所需时间较长，但其木质部指数显著高于Leccino，并且总体上与FS-17的值相似，表明其木质部代谢组更为适宜。总体而言，鉴于木质部汁液的化学成分对以木质部汁液为食的昆虫决定宿主接受度的重要性，我们推测Lecciana品种可能比Leccino更有利于细菌的传播，尽管需要大规模的传播实验来验证这一假设。

Leccio del Corno、Pendolino和Arbequina橄榄品种在14个测试基因型中表现出最低的植物适应性指数。在Leccio del Corno和Arbequina上，沫蝉需要相对较长的时间才能到达木质部导管并开始摄取。然而，Leccio del Corno的木质部汁液摄取指数（Xi + LF）与FS-17和Lecciana的值相似，高于Arbequina。相反，Pendolino虽然木质部易于接触，但其总探测时间和最低的木质部汁液摄取指数与Leccino相当。这表明Pendolino和Leccino提供的木质部化学成分对P. spumarius来说是最不适宜的。总体而言，鉴于这些植物上昆虫媒介的数量和持久性，这些橄榄基因型可能是细菌传播的最小贡献者，因此病原体传播的可能性预计有限。

我们对普利亚地区广泛分布的14个橄榄品种上P. spumarius的探测和取食行为的研究显示，不同品种对沫蝉的适应性存在显著差异，这表明它们在X. fastidiosa传播中的潜在贡献也有所不同。然而，任何基于EPG评估的媒介-橄榄基因型相互作用的假设——特别是关于昆虫抗性特征和降低的植物适应性对媒介数量和持久性的影响，以及由此对X. fastidiosa流行病学的影响——都需要通过大规模的传播实验来验证。我们的发现进一步强调了将媒介-植物相互作用研究纳入育种和管理策略的重要性，以通过部署具有抗性特征的基因型来减缓X. fastidiosa的传播。

作者贡献：
概念化：DC和ZH；
方法学：DC和AF；
正式分析和调查：ZH和GS；
初稿撰写：ZH和DC；
审稿和编辑：所有作者；
资金获取：DC；
监督：DC。