整合生物测定与代谢组学分析方法，研究分离自辣椒群体中的植株对棉蚜（Aphis gossypii）的抗性变化

《Phytoparasitica》：Integrative bioassay and metabolomic profiling of quantitative resistance to aphis gossypII in segregating chili pepper populations

本研究通过表型生物测定、遗传分离分析和代谢组学，揭示辣椒对棉蚜的抗性机制。F?群体（n=245）呈现连续表型分布（80.44±38.92蚜），51种差异代谢物（如9,12,15-十八三烯酸甲酯、植醇等）在抗感性中特异性表达，为解析抗性机制奠定基础。

　　

摘要

Aphis gossypii（Glover棉蚜）的侵害对辣椒的种植和生产构成了主要的生物限制，尤其是在低地热带地区，因为蚜虫群体的快速繁殖会降低植物的活力和产量。本研究结合了表型生物测定、分离分析和代谢组学分析，以表征受蚜虫侵害的辣椒的变异特征。通过将易感辣椒基因型C313与抗性基因型C367进行双亲杂交，得到了F1、F1R、F2及回交后代群体，并在侵害后7天通过控制实验对这些群体进行了评估；同时通过分离分析和相关性测试研究了色素特征。抗性亲本表现出较低的蚜虫定殖数量（40.47±13.39只蚜虫），而易感亲本的蚜虫数量为（122.00±24.24只），F1代的表现介于两者之间（86.42±18.77只蚜虫）。F2代群体（n=245）表现出广泛的连续表型分布（80.44±38.92只蚜虫），这与定量分离现象一致。幼苗的色素沉着与蚜虫侵害反应之间存在轻微关联（r=0.130）。代谢组学分析鉴定出51种在抗性和易感表型之间存在差异的代谢物。几种脂质衍生的代谢物，如十六烷酸甲酯和9,12,15-十八三烯酸甲酯，以及二萜类化合物植醇，在所有群体中均被检测到。某些代谢物显示出富集模式：抗性受侵害植株中富含2,5-十八二炔酸甲酯，而易感受侵害植株中则富含6-庚烯-3-酮和5-羟基-4-甲基-化合物。这些发现为理解辣椒对蚜虫侵害的表型响应提供了综合的生化框架，并为未来的功能验证和多环境评估奠定了基础。

Aphis gossypii（Glover棉蚜）的侵害对辣椒的种植和生产构成了主要的生物限制，尤其是在低地热带地区，因为蚜虫群体的快速繁殖会降低植物的活力和产量。本研究结合了表型生物测定、分离分析和代谢组学分析，以表征受蚜虫侵害的辣椒的变异特征。通过将易感辣椒基因型C313与抗性基因型C367进行双亲杂交，得到了F1、F1R、F2及回交后代群体，并在侵害后7天通过控制实验对这些群体进行了评估；同时通过分离分析和相关性测试研究了色素特征。抗性亲本表现出较低的蚜虫定殖数量（40.47±13.39只蚜虫），而易感亲本的蚜虫数量为（122.00±24.24只），F1代的表现介于两者之间（86.42±18.77只蚜虫）。F2代群体（n=245）表现出广泛的连续表型分布（80.44±38.92只蚜虫），这与定量分离现象一致。幼苗的色素沉着与蚜虫侵害反应之间存在轻微关联（r=0.130）。代谢组学分析鉴定出51种在抗性和易感表型之间存在差异的代谢物。几种脂质衍生的代谢物，如十六烷酸甲酯和9,12,15-十八三烯酸甲酯，以及二萜类化合物植醇，在所有群体中均被检测到。某些代谢物显示出富集模式：抗性受侵害植株中富含2,5-十八二炔酸甲酯，而易感受侵害植株中富含6-庚烯-3-酮和5-羟基-4-甲基-化合物。这些发现为理解辣椒对蚜虫侵害的表型响应提供了综合的生化框架，并为未来的功能验证和多环境评估奠定了基础。