茶角胸叶甲(Basilepta melanopus)是一种重要的咀嚼式茶树害虫,广泛分布于如湖南、广东、广西等中国南部茶区,其取食可造成叶片严重损伤,影响茶叶产量与品质。为深入解析茶树对该害虫的防御机制,湖南省茶叶研究所杂种优势利用课题组李赛君研究员团队和茶树害虫监测与防控课题组合作,开展了多组学联合研究。
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2026年1月,研究团队在Industrial Crops & Products发表论文Integrated metabolomic and transcriptomic profiling reveals the defense response of tea plants (
Camellia
sinensis) to Basilepta melanopus 。研究以茶树品种‘保靖黄金茶1号’为材料,设置对照、机械损伤及茶角胸叶甲取食处理,通过代谢组、植物激素组和转录组的整合分析,系统解析了该害虫取食茶树诱导的特异性防御响应。该研究由湖南省茶叶研究所、岳麓山实验室、湘西州农业科学院联合完成。湖南省茶叶研究所、岳麓山实验室李赛君研究员和雷雨副研究员为共同通讯作者,谢念祠博士与包强副研究员为论文第一作者,湘西州农业科学院副院长彭云参与了本研究。
研究结果表明,茶角胸叶甲取食茶树叶片诱导茶树发生代谢重编程,启动抗虫防御代谢响应。其中,叶片中芳香族氨基酸和酰胺类氨基酸含量显著升高,咖啡碱、可可碱和抗坏血酸等防御相关代谢物动态积累,茉莉酸、生长素及吲哚类化合物含量显著提升,茉莉酸及其衍生物快速大量积累,叶片中茉莉酸含量在茶角胸叶甲取食48 h时比对照高88倍,成为茶树抗虫响应的核心物质。与对照和机械损伤相比,茶角胸叶甲取食引发的代谢变化有明显特异性。
加权基因共表达网络分析(WGCNA)锁定了一个与茉莉酸高度相关的共表达模块,该模块富集了茉莉酸生物合成关键基因(CsLOX2.1、CsLOX2.2、CsLOX2.3和CsLOX3)及转录因子(CsMYC2和CsWRKY23)。进一步采用反义寡核苷酸抑制抑制茶树叶片中CsWRKY23表达后,CsMYC2、CsLOX2.1、CsLOX2.2和CsLOX3表达显著下调。据此推测,CsMYC2-CsWRKY23-CsLOXs级联调控主导了茶树叶片对茶角胸叶甲的JA依赖性防御,实验结果初步探明了茶树响应茶角胸叶甲的防御机制,为抗虫茶树品种选育及关键调控基因挖掘提供了重要理论支撑。
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论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.122543
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