2022年7月16日，北京市農(nóng)林科學院植物保護研究所應用昆蟲研究室團隊在國際知名昆蟲學期刊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的生理生化和行為適應的反防御機制，適應植物的防御策略。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。害蟲取食誘導的植物防御反應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侵染（取食和產(chǎn)卵行為）是否也可以通過誘導植物防御反應影響害蟲的適合度？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侵染會顯著降低西花薊馬的存活率，而在豇豆上的預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侵染而受到不同程度地減少，而東亞小花蝽的預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；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關系。因此，東亞小花蝽的產(chǎn)卵行為可能在這種效應中起著關鍵作用?？梢酝茰y東亞小花蝽在不同植物上的產(chǎn)卵行為可能誘導植物防御反應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?？傊?，東亞小花蝽在植物上的預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系，加深了天敵與植食性昆蟲生態(tài)關系的認識，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)林科學院植物保護研究所邸寧助理研究員和南京農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院聯(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)林科學院王甦研究員和南京農(nóng)業(yè)大學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。該研究得到了國家自然科學基金青年基金（31901945）、北京市農(nóng)林科學院青年基金（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