Induced defense of tea leaf by tortricid moth oviposition

玉米蛾产卵诱导茶叶防御

基本信息

批准号：
20H02983
负责人：
戒能洋一
金额：
$ 10.98万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

茶園において、茶樹は害虫チャノコカクモンハマキ（以下、ハマキガと省略）の食害にさらされる。それを寄主とする寄生性天敵ハマキコウラコマユバチ（以下、コマユバチと省略）は、チャ葉からの化学的な信号で寄主の生息場所を探そうとしていることが知られている。しかし、卵が産み付けられた茶葉の揮発成分に対するコマユバチの反応や、ハマキガの産卵に対する植物のシグナル伝達については、まだ知られていない。本研究では、ハマキガの卵やメス成虫の生殖系（reproductive system, RSと略す）ホモジネートを処理したチャ葉の揮発成分に対するコマユバチの反応を調べた。コマユバチは、寄主卵塊やRSホモジネートの揮発成分そのものには選好性を示さなかったが、RS処理したチャ葉の揮発成分を、無処理葉の揮発成分よりも好むことがわかった。この結果は、寄主植物の応答により放出された揮発性物質が、コマユバチを引き付けることを示している。これまでの生物試験結果から、ハマキガの産卵によりチャ葉の表面に低極性溶媒で抽出可能な産卵誘導物質が葉によって生成され、コマユバチの寄主探索行動が活性化されると判断した。分子生物学的アプローチとして、ハマキガの産卵によって誘導される植物の生理反応についても調べた。RS処理したチャ葉では、植物ホルモンであるジャスモン酸（JA）やエチレン（ET）シグナルの防御関連遺伝子の発現が誘導された。また、非宿主植物のシロイヌナズナにおけるサリチル酸（SA）、JA、ET経路の遺伝子発現を解析した結果、シロイヌナズナでは、卵処理によりSAおよびETシグナル遺伝子の発現が誘導されたが、JAシグナル遺伝子の発現は抑制された。これらの結果は、JA経路で誘導される揮発性化合物が、コマユバチを寄主植物のチャ葉に誘引する可能性を示唆している。

在茶园中，茶树受到害虫Chanokokakumonhamaki（下文简称为潜叶蛾）的危害。据了解，茶叶的寄生天敌寄生蜂以茶叶为宿主，利用茶叶发出的化学信号寻找宿主的栖息地。然而，人们对黄蜂对产卵的茶叶挥发性成分的反应，或植物对叶蛾产卵的信号转导知之甚少。在这项研究中，我们研究了黄蜂对用卵和成年雌蛾生殖系统（RS）匀浆处理的茶叶挥发性成分的反应。尽管黄蜂对宿主卵块或 RS 匀浆的挥发性成分没有表现出任何偏好，但与未处理的茶叶相比，它们更喜欢 RS 处理的茶叶的挥发性成分。这一结果表明寄主植物反应释放的挥发性物质吸引了黄蜂。根据迄今为止的生物学测试结果，确定叶蛾产卵会在茶叶表面产生产卵诱导剂，可以用低极性溶剂提取该诱导剂，从而激活叶蛾的寻找寄主行为。叶蜂。作为一种分子生物学方法，我们还研究了潜叶蛾产卵引起的植物生理反应。在用 RS 处理的茶叶中，诱导了防御相关基因的表达，例如植物激素茉莉酸 (JA) 和乙烯 (ET) 信号。此外，分析非寄主植物拟南芥中水杨酸（SA）、JA和ET途径的基因表达，鸡蛋处理诱导SA和ET信号基因的表达，但JA信号基因的表达没有压制。这些结果表明，JA 途径诱导的挥发性化合物可能会将黄蜂吸引到宿主植物茶叶上。