灰茶尺蠖口腔分泌物微生物对茶树防御反应的影响.pdf

摘要

在植食性昆虫与宿主植物的协同进化中，植物通过不断完善自己的防御策略来

应对昆虫的侵害。植物的诱导防御反应，通常与生物胁迫，尤其是植食性昆虫的取

食有关。植食性昆虫在取食宿主植物的过程中，会在取食位置分泌口腔分泌物。昆

虫口腔分泌物是昆虫与植物互作的媒介，主要为昆虫唾液与肠道回流物的混合物，

其中含有大量微生物、蛋白质以及小分子物质，在昆虫与植物的“军备竞赛”中扮

演重要的角色。已有研究表明，植食性昆虫口腔分泌物中的一些微生物，在植物受

到昆虫的取食侵害后，能一定程度上增强或是抑制植物的抗虫防御反应。

灰茶尺蠖（Ectropisgrisescens）属鳞翅目（Lepidoptera）尺蛾科（Geometridae），

是我国茶园最重要的鳞翅目害虫，作为一种具有咀嚼式口器的害虫，其在取食时会

导致茶园叶片被大面积消耗，虫害爆发严重时甚至能将整个茶园全部吃光，给茶园

农业生产带来巨大的经济损失。本研究以灰茶尺蠖幼虫为研究对象，在确定幼虫口

腔分泌物携带的微生物会引起茶树防御后，从中分离了共生微生物，并根据其能引

起的宿主植物防御反应相关途径中酶活的变化趋势，筛选到一些可引起茶树防御反

应显著上升的共生细菌，并进一步调查了该共生菌对茶树抗虫防御途径中相关的激

素变化。具体结果如下：

1.对灰茶尺蠖幼虫进行抗生素喂食处理，获得口腔分泌物中含菌量仅为

17.6±2.5CFU/mL的处理组幼虫（记为AB+），显著低于幼虫正常的口腔分泌物含菌

9

量（2.07±0.11×10CFU/mL）（记为AB-）。同时比较了上述AB+与AB-两组幼虫在

抗生素处理期间的体重增长，分别为53.1±23.4%与55.36±11.52%，两者没有显著差

异（P0.8877）。因此短期内喂食抗生素的处理不会对灰茶尺蠖幼虫的生长产生显

著影响。

2.相较于AB+幼虫，AB-幼虫直接取食茶叶处理48h后引起的茶树防御反应途

径中多酚氧化酶酶活更高。AB-幼虫取食茶叶，48h后多酚氧化酶活性为0.69±0.06

U/min·g，AB+幼虫取食后引起的酶活性为0.51±0.05U/min·g，相较于正常幼虫有显

著差异（P＜0.05）。随后，为进一步排除幼虫口腔分泌物中微生物以外可能影响茶

树防御水平的其他因素，以茶叶在处理前的组织作为酶活初始值，处理后组织作为

酶活终止值，测定幼虫取食时引起的茶叶酶活增长率。测得AB-幼虫取食的茶叶48

h后多酚氧化酶活性上升了51.09±4.3%，而AB+幼虫取食茶叶引起的酶活性上升了

35.91±4.6%，两者有显著差异（P＜0.05）。由此可看出，口腔分泌物中含有大量微

生物的灰茶尺蠖幼虫相较于使用抗生素清除了口腔分泌物中微生物的幼虫，在取食

II

时引起了更高程度的茶叶防御反应。

3.从灰茶尺蠖幼虫口腔分泌物中共分离了10株微生物，通过测定这些菌株菌液

激发的茶树防御途径相关酶脂氧合酶的活性，发现了其中有4株菌株能够激发茶树

脂氧合酶酶活的显著上升。通过16SrDNA鉴定以及系统发育树的构建，确定这4株

菌株分别来自哺乳动物球菌属Mammaliicoccussp.、芽孢杆菌属Bacillussp.、肠球菌

属Enterococcussp.以及葡萄球菌属Staphylococcussp.。进一步测定了这4种菌株菌液

在对茶叶多酚氧化酶、过氧化物酶酶活影响中的表现。其中除芽孢杆菌属细菌外，

其余3种细菌的菌液均引起了这三种茶叶重要防御途径相关酶活性的显著上升，其

中来自葡萄球菌属的菌株（OS-10）菌液处理引起的脂氧合酶与多酚氧化酶酶活显著

高于对照组，分别达到2.13倍与3.25倍。因此将其作为后续实验的材料，进行进一

步的调查。

4.将葡萄球菌属细菌（OS-10）菌液直接处理在受到机械损伤的茶树叶片上，并

将其喂食给灰茶尺蠖幼虫，观察其体重增长与取食面积。结果表明，菌液处理后的

茶叶喂食的灰茶尺蠖幼虫在4天中体重上升了28.16±23.6%，低于取食对照组茶叶幼

虫的59.92±18.2%。而取食叶面积方面，取食菌液处理叶片的幼虫平均每天取食了

0.96±0.62cm2的叶片，相比于取食对照组叶片的幼虫平均每天取食1.38±