贵州大学昆虫所郅军锐教授团队：探明外源钙对西花蓟马酶活性的影响

【背景意义】

西花蓟马Frankliniella occidentalis（Pergande）是世界性的害虫。2003年首次在我国北京海淀区的温室发现并作为入侵种报道。该虫寄主广泛，且随着入侵范围的扩张，其寄主种类仍在不断增加。西花蓟马不仅可通过产卵和取食破坏植物茎、叶、花和果实，直接导致植物叶片破损、干枯、黄化，还能传播多种植物病毒，引发植物病害。

前期课题组研究发现在菜豆植株上喷施CaCl2能够降低西花蓟马的适应性。但外源钙诱导是否影响菜豆植株次生物质的积累，以及西花蓟马酶活性的影响尚不明确。因此，贵州大学郅军锐教授团队以氯化钙为外源物质，探究喷施氯化钙后菜豆植株和西花蓟马的变化。

【研究内容】

本研究选择人工气候室种植的3真叶菜豆植株（Phaseolus vulgaris L.）作为供试植物，在室内进行CaCl2、H2O、CaCl2+西花蓟马和H2O+WFT四种处理，分别收集处理6 h、24 h和48 h后的叶片，进行次生物质（单宁、类黄酮、总酚、生物碱和木质素）的含量测定，同时测定了西花蓟马取食H2O和CaCl2处理菜豆叶片24和48 h后的解毒酶和消化酶活性变化，以及西花蓟马化蛹率和蛹重。结果表明，菜豆叶片次生物质随处理时间变化而变化，且不同处理方式下变化趋势不同。当西花蓟马取食后CaCl2处理后的菜豆叶片后，其体内解毒酶（谷胱甘肽S转移酶和细胞色素P450）的活性相比于以取食H2O2处理菜豆植株的西花蓟马显著增加，但羧酸酯酶的活性显著降低，解毒酶基因CL992.contig6、CYP4PN1和CYP4PJ2的表达显著上调。消化酶（α-淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶）活性也显著增加，消化酶基因FoAMY-1显著上调。西花蓟马的化蛹率和蛹重显著降低。该结果为深入研究植物和昆虫之间互作机制提供参考，同时为制定西花蓟马的综合防治策略提供新的思路及方法。

图1 CaCl2处理的菜豆植株对西花蓟马体内解毒酶活性的影响

图2 CaCl2处理菜豆植株植株对西花蓟马体内解毒酶相关基因表达量的影响

【作者团队及基金支持介绍】

贵州大学昆虫研究所硕士研究生邱馨月为论文的第一作者，郅军锐教授为通讯作者，张长禹教授参与指导该研究；博士研究生岳文波、曾广，硕士研究生黄万庆参与了部分工作。本研究得到了贵州省教育厅创新集团项目（黔教合KY字[2021] 011）的资助。

【原文信息】

Qiu, X. Y., Huang, W. Q., Zeng, G., Yue, W. B., Zhang, C. Y., Zhi, J. R. (2024) Enzymatic activity and development of Frankliniella occidentalis (Thysanoptera: Thripidae) in response to exogenous calcium treatments of kidney bean plants[J]. Journal of Economic Entomology, 117(1): 311-322. DOI 10.1093/jee/toad241

（撰稿：郅军锐；审核：常志敏）