2022年7月16日，北京市農(nóng)林科學(xué)院植物保護研究所應(yīng)用昆蟲研究室團隊在國際知名昆蟲學(xué)期刊Journal of Pest Science（IF2021=5.742）上在線發(fā)表題為“Fitness of Frankliniella occidentalis forbid Bemisia tabaci on three plant species pre-inoculated forbid Orius sauteri”的研究論文。該研究在三種不同的植物上預(yù)先侵染天敵昆蟲東亞小花蝽，發(fā)現(xiàn)使其在植物上產(chǎn)卵后，可降低后續(xù)侵染的兩種重要害蟲西花薊馬和煙粉虱的適合度。

 

　　植物由于其根系固著在地面， 無法主動躲避植食性昆蟲的為害， 因此在二者長達數(shù)億年的協(xié)同進化過程中， 植物逐漸產(chǎn)生一系列防御機制抵御昆蟲的取食；而植食性昆蟲也在不斷進化出相應(yīng)的生理生化和行為適應(yīng)的反防御機制，適應(yīng)植物的防御策略。探索利用植物、植食性昆蟲及天敵之間的相互作用關(guān)系增強生物防治效率，是綠色植保的重要實踐方法之一。害蟲取食誘導(dǎo)的植物防御反應(yīng)可以影響植食性昆蟲的生理或行為特征并吸引天敵，進而減少植物受到的傷害。

 

　　雜食性捕食者東亞小花蝽Orius sauteri （Poppius）是一種重要的捕食性天敵，主要分布在中國北方、日本、韓國和俄羅斯遠東地區(qū)，可以捕食薊馬、粉虱、蚜蟲、葉螨和鱗翅目害蟲的卵及低齡幼蟲等，已被廣泛用于防治農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的多種小型害蟲，具有極高的應(yīng)用前景。小花蝽屬昆蟲的生長發(fā)育和繁殖需要捕食獵物和利用植物資源來共同完成，因為其除了捕食獵物外，也可通過吸取植物汁液獲取水分和營養(yǎng)。同時，小花蝽屬昆蟲的特殊產(chǎn)卵行為與植物密不可分。小花蝽雌成蟲將它們的卵產(chǎn)到植物組織中并完成卵的發(fā)育，這種行為會對植物組織造成破壞性的物理和生理損傷。那么東亞小花蝽在植物上的預(yù)侵染（取食和產(chǎn)卵行為）是否也可以通過誘導(dǎo)植物防御反應(yīng)影響害蟲的適合度？因此，該研究探索東亞小花蝽在番茄、黃瓜和豇豆三種不同的植物上侵染后，對其兩種重要獵物西花薊馬和煙粉虱的影響。

 

　　本研究發(fā)現(xiàn)，東亞小花蝽在三種植物上的預(yù)侵染均會降低西花薊馬和煙粉虱的適合度，但是存在不同程度的差異。與對照相比，東亞小花蝽在番茄上的預(yù)侵染會顯著降低西花薊馬的存活率，而在豇豆上的預(yù)侵染會顯著降低煙粉虱的存活率。煙粉虱在番茄、黃瓜和豇豆上的產(chǎn)卵量因東亞小花蝽的預(yù)侵染而受到不同程度地減少，而東亞小花蝽的預(yù)侵染僅在番茄和黃瓜上降低了西花薊馬的F1代若蟲數(shù)量，在豇豆上并無影響。同時，西花薊馬和煙粉虱也會影響到東亞小花蝽卵的孵化，特別是當(dāng)西花薊馬在豇豆上侵染后，東亞小花蝽的卵均未孵化。西花薊馬和煙粉虱對寄主植物的適應(yīng)性取決于寄主植物的營養(yǎng)狀況及其防御化合物的組分和含量。它們在三種植物的表現(xiàn)差異可能是由于其具有廣泛的寄主植物范圍，對這些寄主植物的適應(yīng)性不同。

 

　　有趣的是，在番茄上西花薊馬的存活率與東亞小花蝽的產(chǎn)卵量呈負相關(guān)；且在黃瓜上，東亞小花蝽的卵孵化率與西花薊馬的存活率也存在著負相關(guān)關(guān)系。因此，東亞小花蝽的產(chǎn)卵行為可能在這種效應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。可以推測東亞小花蝽在不同植物上的產(chǎn)卵行為可能誘導(dǎo)植物防御反應(yīng)降低西花薊馬和煙粉虱的適合度。然而，東亞小花蝽對植物的取食行為也可能是這種效應(yīng)的觸發(fā)因素，因為饑餓狀態(tài)的東亞小花蝽在植物上的取食時間遠超其產(chǎn)卵時間。總之，東亞小花蝽在植物上的預(yù)侵染會影響西花薊馬和煙粉虱的存活和繁殖，進而對二者產(chǎn)生顯著的抑制作用。

 

　　綜上所述，這是首次報道在植物上預(yù)侵染天敵昆蟲東亞小花蝽降低了西花薊馬和煙粉虱的適合度。本研究通過探索東亞小花蝽與不同寄主植物的相互作用關(guān)系，加深了天敵與植食性昆蟲生態(tài)關(guān)系的認(rèn)識，將進一步優(yōu)化東亞小花蝽作為生防投入品防控害蟲的應(yīng)用潛力。該工作挖掘了東亞小花蝽作為潛在的植物“免疫誘抗劑”發(fā)揮生物防治功能的新形式，為應(yīng)用東亞小花蝽防治西花薊馬和煙粉虱提供了一個新的思路。

 

　　北京市農(nóng)林科學(xué)院植物保護研究所邸寧助理研究員和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生朱正陽為文章的共同第一作者，北京市農(nóng)林科學(xué)院王甦研究員和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)徐志剛教授為文章的共同通訊作者，James Harwood教授和Nicolas Desneux研究員也參與了該項研究。特別感謝中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所高玉林研究員為本研究提供的西花薊馬種質(zhì)。該研究得到了國家自然科學(xué)基金青年基金（31901945）、北京市農(nóng)林科學(xué)院青年基金（QNJJ201917）、北京市優(yōu)秀人才計劃（2018000020060G181）和北京市科技計劃項目（Z201100008020014）的資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1007/s10340-022-01543-y