范東哲，陳青，梁曉，伍春玲，劉迎，竇宏雙，吳巖

摘? 要：為了明確水楊酸及茉莉酸信號(hào)途徑在辣椒抗蚜性中的重要作用，本研究在獲得遺傳穩(wěn)定的抗、感蚜參照辣椒品種的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)開(kāi)展了桃蚜為害前后抗、感蚜參照辣椒品種葉組織中水楊酸、茉莉酸含量及相關(guān)基因表達(dá)量的差異分析。結(jié)果表明，桃蚜為害后，水楊酸含量在抗蚜辣椒品種‘豬大腸（ZDC）和感蚜辣椒品種‘大羊角椒（DYJJ）中均比為害前顯著提高，而茉莉酸含量在ZDC中顯著提高，在DYJJ中則先顯著降低之后又恢復(fù)到為害前水平。水楊酸信號(hào)途徑相關(guān)基因PR1、EDS5、PAD4的表達(dá)量在ZDC、DYJJ被桃蚜為害后均能夠顯著誘導(dǎo)，并且桃蚜為害早期PR1和EDS5基因在ZDC中的表達(dá)量顯著高于DYJJ。ZDC被桃蚜為害后，茉莉酸信號(hào)途徑基因LOX2、AOC的表達(dá)量比為害前先顯著提高，之后又逐漸降低至為害前水平，而這2個(gè)基因在DYJJ中的表達(dá)被顯著抑制，并且也顯著低于ZDC中的表達(dá)水平。研究結(jié)果表明，抗蚜辣椒品種可以同時(shí)激活水楊酸、茉莉酸信號(hào)途徑抵御桃蚜為害，而感蚜辣椒品種激活水楊酸途徑、顯著抑制茉莉酸途徑則有利于桃蚜為害。本研究從以上2個(gè)防御信號(hào)途徑初步揭示了辣椒的抗蚜性分子機(jī)理。

關(guān)鍵詞：桃蚜;抗、感參照蚜辣椒品種;水楊酸信號(hào)途徑;茉莉酸信號(hào)途徑

中圖分類(lèi)號(hào)：S433.1;S641.3? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Myzus persicae Feeding Effects Salicylic Acid and Jasmonic Acid Signaling Pathways in Aphid-resistant and Aphid-susceptible Pepper Cultivars

FAN Dongzhe1，2，3， CHEN Qing2，3*， LIANG Xiao2，3， WU Chunling2，3， LIU Ying2，3， DOU Hongshuang2，3， WU Yan2，3

1. School of Plant Protection， Hainan University， Haikou， Hainan 570228， China; 2. Environment and Plant Protection Institute， China Academy of Tropical Agricultural Sciences / Key Laboratory of Pests Comprehensive Governance for Tropical Crops， Ministry of Agriculture and rural affairs / Hainan Engineering Research Center for Biological Control of Tropical Crops Diseases and Insect Pests， Haikou， Hainan 571101， China; 3. Hainan Key Laboratory for Biosafety Monitoring and Molecular Breeding in Off-Season Reproduction Regions， Sanya， Hainan 572000， China

Abstract： In order to clarify the important role of salicylic acid and jasmonic acid signal pathways in pepper aphid resistance， the study was based on obtaining genetically stable resistant and susceptible pepper varieties， and systematically carried out the difference analysis of salicylic acid and jasmonic acid content and related gene expression in leaf tissue of the aphid-resistance and aphid-susceptible reference peppers cultivars before and after damaged by Myzus persicae. After damaged by M. persicae， the content of salicylic acid in the aphid-resistant pepper variety ZDC and the aphid-susceptible pepper variety DYJJ increased significantly， while the content of jasmonic acid increased significantly in ZDC. In DYJJ， it decreased significantly and then returned to the pre-damage level. The expression levels of salicylic acid signaling pathway related genes PR1， EDS5， PAD4 could be significantly induced after ZDC and DYJJ damaged by M. persicae， and the expression level of PR1 and EDS5 genes in ZDC was significantly higher in ZDC and DYJJ in the early stage of damage. After ZDC was damaged by green peach aphid， the expression level of the jasmonic acid signaling pathway genes LOX2 and AOC increased significantly， and then gradually decreased to the pre-damage level. The expression of the genes in DYJJ was significantly inhibited and also significantly lower than that in ZDC. The results of this study indicate that pepper-resistant varieties can simultaneously activate salicylic acid and jasmonic acid signal pathways to resist the damage of green peach aphid， while the aphid-susceptible pepper variety activates the salicylic acid pathway and significantly inhibits the jasmonic acid pathway， which is beneficial to the green peach aphid infestation. This study initially revealed the molecular mechanism of peppers aphid resistance from the above two defense signal pathways.

Keywords： Myzus persicae; aphid-resistant and aphid-susceptible reference standard pepper cultivar; salicylic acid; jasmonic acid

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.10.030

辣椒（Capsicum annuum L.）是重要的世界性蔬菜，也是海南省冬季瓜菜的第一大蔬菜品種，一直受到國(guó)家和省部領(lǐng)導(dǎo)的高度重視和密切關(guān)注。2017年，海南省的辣椒種植面積約為4.55萬(wàn)hm2，約占海南省瓜菜生產(chǎn)總面積的15.3%[1]。目前，辣椒產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成海南經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的熱帶農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)之一。

桃蚜[Myzus persicae （sulzer）]是對(duì)辣椒生產(chǎn)威脅最大的有害生物之一[2]。桃蚜不僅會(huì)嚴(yán)重影響植物的生長(zhǎng)，還能傳播多種病毒[3]。隨著海南省冬季瓜菜生產(chǎn)的快速發(fā)展，桃蚜在辣椒上的發(fā)生與危害也日趨嚴(yán)重，嚴(yán)重制約了海南辣椒產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。目前，桃蚜防治仍依賴(lài)于化學(xué)藥劑，但化學(xué)防治過(guò)程中施藥技術(shù)落后導(dǎo)致農(nóng)藥有效利用率低、使用頻率及劑量不斷加大、不合理和違規(guī)用藥等問(wèn)題日益突出，不僅加速了抗藥性的發(fā)生，而且對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、產(chǎn)地生態(tài)環(huán)境安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅[4-5]。因此，尋求安全高效的桃蚜防治措施成為辣椒產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中亟需解決的重要問(wèn)題。

眾所周知，培育抗蟲(chóng)品種是目前防治害蟲(chóng)最經(jīng)濟(jì)、有效的手段[6]，而闡明作物的抗蟲(chóng)機(jī)理能夠?yàn)檫x育抗蟲(chóng)品種提供理論依據(jù)。作物的誘導(dǎo)性防御機(jī)制在作物抗蟲(chóng)性中發(fā)揮了重要作用，這些防御機(jī)制要經(jīng)過(guò)多個(gè)復(fù)雜的信號(hào)途徑的參與才能完成，水楊酸（salicylic acid， SA）和茉莉酸（jasmonic acid， JA）介導(dǎo)的防御信號(hào)途徑在調(diào)節(jié)植物對(duì)各種昆蟲(chóng)、病原體和非生物脅迫的防御反應(yīng)中起著主要作用。一般認(rèn)為，水楊酸信號(hào)途徑主要參與對(duì)病原體的防御反應(yīng)，而茉莉酸信號(hào)主要參與對(duì)機(jī)械損傷和昆蟲(chóng)取食的防御反應(yīng)。植物對(duì)昆蟲(chóng)取食的防御反應(yīng)是復(fù)雜的，與它們的取食方式和在植物上造成的損害程度密切相關(guān)。不同于咀嚼式口器昆蟲(chóng)，蚜蟲(chóng)主要通過(guò)刺吸式口器在韌皮部取食，造成的損傷較小，而且唾液會(huì)與植物發(fā)生一定的相互作用，這導(dǎo)致蚜蟲(chóng)誘導(dǎo)的防御反應(yīng)更類(lèi)似于病原體引發(fā)的防御反應(yīng)[7]。水楊酸的植物抗蚜性作用在不同作物上有所不同，Moran等[8]發(fā)現(xiàn)在擬南芥和小麥中誘導(dǎo)水楊酸通路后并沒(méi)有導(dǎo)致其抗性增加，而Morkunas等[9]發(fā)現(xiàn)，水楊酸處理顯著增加了抗蚜大豆植株對(duì)蚜蟲(chóng)的抗性，但并未增加感蚜大豆植株的抗蚜性。茉莉酸信號(hào)途徑的激活會(huì)顯著增強(qiáng)植物對(duì)蚜蟲(chóng)的抗性[10]，外源施用茉莉酸甲酯也會(huì)顯著降低蚜蟲(chóng)的侵染率[11]。

然而，迄今為止，水楊酸和茉莉酸信號(hào)途徑與辣椒抗蚜性的相關(guān)性研究鮮有報(bào)道。為此，本研究系統(tǒng)分析桃蚜為害前后抗、感蚜參照辣椒品種葉組織中水楊酸、茉莉酸含量的差異以及水楊酸、茉莉酸信號(hào)途徑基因相對(duì)表達(dá)量的變化，以期為深入探討水楊酸、茉莉酸信號(hào)途徑在辣椒抗蚜性中的重要作用，以及為系統(tǒng)開(kāi)展辣椒抗蚜新種質(zhì)的創(chuàng)制和分子設(shè)計(jì)育種奠定基礎(chǔ)。

1? 材料與方法

1.1? 材料

1.1.1? 供試?yán)苯菲贩N? 選用遺傳穩(wěn)定的抗蚜參照辣椒品種‘豬大腸（ZDC）和感蚜參照辣椒品種‘大羊角椒（DYJJ）為試驗(yàn)材料，2個(gè)辣椒品種皆屬于長(zhǎng)辣椒變種（Capsicum annuum L. var. longum Bailey）。‘豬大腸和‘大羊角椒種子均由中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所特色熱帶作物害蟲(chóng)課題組提供。供試的‘豬大腸和‘大羊角椒植株均在培養(yǎng)箱中統(tǒng)一種植，每周澆水3次，6周后取生長(zhǎng)一致的健康植株用于試驗(yàn)。培養(yǎng)箱中溫度24 ℃，光周期L∶D=16∶8，相對(duì)濕度70%。

1.1.2? 供試桃蚜? 供試桃蚜來(lái)源于本研究組以感蚜參照辣椒品種DYJJ植株繼代飼養(yǎng)超過(guò)40代的室內(nèi)種群，養(yǎng)蟲(chóng)室環(huán)境條件為溫度24 ℃，光周期L∶D=16∶8，相對(duì)濕度70%。

1.1.3? 儀器與試劑? 高速冷凍離心機(jī)、Bio-Rad qPCR系統(tǒng)（Bio-Rad， USA）等。配制緩沖液的相關(guān)試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純?cè)噭?，緩沖液按照《分子克隆實(shí)驗(yàn)指南（第三版）》配制。RNA提取所用Trizol試劑購(gòu)自Invitrogen公司（Invitrogen Inc. USA），DNaseⅠ試劑盒，cDNA合成試劑盒，Master mix，Maxima? SYBR Green qPCR Master Mix試劑盒均為Fermentas公司產(chǎn)品（Fermentas， Glen Burnie， MD），其余相關(guān)試劑例如氯仿、異丙醇等均為國(guó)產(chǎn)分析純?cè)噭?/p>

1.2? 方法

1.2.1? 桃蚜接種和取樣? 在培養(yǎng)箱內(nèi)種植6周后，選取長(zhǎng)勢(shì)一致的‘豬大腸和‘大羊角椒植株，以未接種桃蚜前的辣椒植株相同部位葉片為對(duì)照，在辣椒植株的第4片真葉的葉背接種桃蚜雌成蟲(chóng)，每片葉接20頭蚜蟲(chóng)，用蚜蟲(chóng)生態(tài)盒輕輕夾住葉片，使葉片的正常生理活動(dòng)不受影響，并且保證桃蚜不遷移。分別在未接種桃蚜前（0 h）、接種桃蚜后6、12、24、48、96 h 6個(gè)時(shí)間點(diǎn)采集葉片，采樣后立即用液氮保存，–80 ℃冰箱保存，用于水楊酸、茉莉酸含量以及水楊酸、茉莉酸信號(hào)途徑基因表達(dá)量測(cè)定，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.2.2? 葉組織中水楊酸及茉莉酸含量測(cè)定? 參照購(gòu)自上海酶聯(lián)生物科技有限公司的植物水楊酸ELISA試劑盒、植物茉莉酸ELISA試劑盒的說(shuō)明書(shū)對(duì)樣品進(jìn)行水楊酸以及茉莉酸含量測(cè)定。

1.2.3? 葉組織中水楊酸及茉莉酸途徑關(guān)鍵基因表達(dá)量測(cè)定? （1）總RNA提取以及第一鏈cDNA的合成。采用TRIzol方法提取辣椒葉片組織的總RNA。利用Nanodrop 2000（Thermo）和瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)RNA的純度和完整性。RNA經(jīng)gDNA Eraser（TaKaRa Biochemicals， Dalian， China）處理去除基因組DNA后，取1.0 μg RNA用于cDNA的合成。

（2）葉組織中水楊酸及茉莉酸途徑關(guān)鍵基因表達(dá)差異分析。cDNA樣品經(jīng)nuclear-free水5倍稀釋后作為熒光定量PCR的模板，以辣椒的actin基因作為內(nèi)參，相關(guān)基因的引物信息如表1所示。qPCR反應(yīng)條件為：95 ℃預(yù)溫育1 min后，以40個(gè)循環(huán)完成如下程序：95 ℃變性15 s，60 ℃退火15 s，72 ℃延伸20 s?；虻南鄬?duì)表達(dá)量根據(jù)Pfaffl的2-ΔΔCT方法計(jì)算而得[12]，每個(gè)處理均設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.3? 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理。多組數(shù)據(jù)的顯著性差異分析使用SPSS軟件Duncans新復(fù)極差法，兩組數(shù)據(jù)的顯著性差異分析采用students t-test方法。以蚜蟲(chóng)為害前葉組織中水楊酸、茉莉酸信號(hào)途徑相關(guān)基因表達(dá)量為對(duì)照，桃蚜為害后水楊酸、茉莉酸信號(hào)途徑基因相對(duì)表達(dá)量變化以對(duì)照的倍數(shù)表示。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 桃蚜為害后抗、感參照辣椒品種水楊酸含量的差異

圖1結(jié)果表明，桃蚜為害后抗、感蚜參照辣椒品種葉組織中的水楊酸含量存在顯著差異。桃蚜為害前（0 h），抗、感蚜辣椒品種的水楊酸含量無(wú)顯著差異（P>0.05），而桃蚜為害6、12、24 h后，抗蚜辣椒品種ZDC的水楊酸含量逐漸升高，并在為害后24 h其含量達(dá)到峰值，而在為害48、96 h后逐漸降低，并且在整個(gè)為害時(shí)間內(nèi)抗蚜辣椒ZDC的水楊酸含量均顯著高于為害前的水平（P<0.05）。桃蚜為害后感蚜辣椒品種DYJJ除了12 h的水楊酸含量與為害前無(wú)顯著差異外，其余時(shí)間測(cè)得的含量均顯著高于為害前水平，并且總體呈現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì)，并在為害96 h后水楊酸含量達(dá)到最高值。上述結(jié)果表明桃蚜為害均能夠誘導(dǎo)抗、感蚜辣椒品種水楊酸含量的提高。

不同小寫(xiě)字母表示感蚜辣椒品種受桃蚜為害不同時(shí)間后水楊酸含量差異顯著，不同大寫(xiě)字母表示抗蚜辣椒品種受蚜蟲(chóng)為害不同時(shí)間后水楊酸含量差異顯著（One-Way ANOVA，P<0.05）;*表示相同為害時(shí)間抗、感蚜辣椒品種水楊酸含量差異顯著（t-test）。

2.2? 蚜為害后抗、感辣椒品種桃茉莉酸含量的差異

從圖2可看出，桃蚜為害后抗、感蚜參照辣椒品種的茉莉酸含量也有顯著差異。桃蚜為害前（0 h），抗、感蚜辣椒品種的茉莉酸含量無(wú)顯著差異（P>0.05）。桃蚜為害6、12 h后抗蚜辣椒ZDC的茉莉酸含量與為害前無(wú)顯著差異，但在為害24 h后其含量顯著提高，在為害后48、96 h又降低至為害前的水平。感蚜辣椒品種DYJJ在為害6、12 h后的茉莉酸含量均比為害前顯著降低（P<0.05），而在為害24、48、96 h后又逐漸提高到為害前的水平。此外，在桃蚜為害后12～96 h，抗蚜辣椒ZDC的茉莉酸含量均顯著高于感蚜辣椒DYJJ（P<0.05）。上述結(jié)果表明桃蚜為害能誘導(dǎo)抗蚜辣椒品種茉莉酸含量的提高，而對(duì)感蚜辣椒茉莉酸的合成具有抑制作用。

不同小寫(xiě)字母表示感蚜辣椒品種受桃蚜為害不同時(shí)間后茉莉酸含量差異顯著，不同大寫(xiě)字母表示抗蚜辣椒品種受蚜蟲(chóng)為害不同時(shí)間后茉莉酸含量差異顯著（One-Way ANOVA，P<0.05）;*表示相同為害時(shí)間抗、感蚜辣椒品種茉莉酸含量差異顯著（t-test）。

2.3? 桃蚜為害后抗、感辣椒品種水楊酸信號(hào)途徑基因表達(dá)量的差異

從圖3可看出，桃蚜為害前后抗、感辣椒品種水楊酸信號(hào)途徑基因表達(dá)量存在顯著差異。桃蚜為害后，抗蚜辣椒品種ZDC和感蚜辣椒品種DYJJ的茉莉酸信號(hào)途徑基因PR1和EDS5的表達(dá)量均比為害前顯著升高，并且這2個(gè)基因在ZDC中表達(dá)量的峰值均出現(xiàn)在為害后12 h，分別達(dá)到為害前的6.21倍和2.34倍（圖3A），在DYJJ中表達(dá)量的峰值則出現(xiàn)在為害后24 h，分別達(dá)到為害前表達(dá)量的7.09倍和7.63倍（圖3B），而PAD4基因的表達(dá)量在ZDC上無(wú)顯著變化，在DYJJ中僅在為害后24 h顯著高于為害前水平。此外，桃蚜為害前抗、感辣椒品種中PR1、PAD4和EDS5基因的表達(dá)量無(wú)顯著差異，但為害6、12 h后抗蚜辣椒ZDC中PR1的表達(dá)量顯著高于感蚜辣椒DYJJ，隨著為害時(shí)間的延長(zhǎng)，PR1基因在ZDC中的表達(dá)量又顯著低于DYJJ的水平，EDS5基因的表達(dá)量也表現(xiàn)出相似的變化趨勢(shì)，只是桃蚜為害12 h后其相對(duì)表達(dá)量則逐漸降低，而在整個(gè)桃蚜為害期內(nèi)，PAD4基因在抗、感辣椒品種中也表現(xiàn)出顯著差異（圖3C）。上述結(jié)果表明，桃蚜為害后均能誘導(dǎo)抗、感蚜辣椒品種中水楊酸信號(hào)途徑相關(guān)基因的表達(dá)，并且有些基因在抗蚜辣椒中的上調(diào)表達(dá)更為迅速，表達(dá)量也顯著高于感蚜辣椒。

2.4? 桃蚜為害后抗、感辣椒品種茉莉酸信號(hào)途徑基因表達(dá)量的差異

從圖4可看出，桃蚜為害前后抗、感蚜辣椒品種葉組織中的茉莉酸信號(hào)途徑基因表達(dá)量存在顯著差異。桃蚜為害后，抗蚜辣椒品種ZDC中COI1基因的表達(dá)量與為害前相比無(wú)顯著變化，而LOX2、AOC基因表達(dá)量則先逐漸升高，后又逐漸恢復(fù)到為害前的水平，其表達(dá)量的峰值分別出現(xiàn)在為害后24 h和12 h，分別達(dá)到為害前的2.22倍和3.29倍（圖4A）。感蚜辣椒品種DYJJ中LOX2基因的表達(dá)量在為害6、12 h后與為害前無(wú)顯著差異，為害24～96 h又顯著降低，而LOX2、AOC的表達(dá)量均經(jīng)歷了先逐漸降低至顯著低于為害前水平，之后又逐漸恢復(fù)到為害前水平的過(guò)程（圖4B）。此外，抗蚜辣椒品種ZDC中LOX2、COI1和AOC基因的表達(dá)量分別在桃蚜為害6～12、48、24～48 h后顯著高于感蚜辣椒品種DYJJ，其余為害時(shí)間則與感蚜品種的表達(dá)量無(wú)顯著差異（圖4C）。上述結(jié)果表明，桃蚜為害后，感蚜辣椒品種DYJJ中茉莉酸信號(hào)途徑相關(guān)基因的表達(dá)量被抑制，而抗蚜辣椒品種ZDC中相關(guān)基因的表達(dá)量依然能夠誘導(dǎo)提高。

3? 討論

植物被害蟲(chóng)為害后會(huì)改變其內(nèi)源水楊酸、茉莉酸含量，并進(jìn)一步誘導(dǎo)體內(nèi)的系列防御反應(yīng)以抵御害蟲(chóng)取食。大量的研究表明，與水楊酸、乙烯等信號(hào)途徑相比，茉莉酸途徑在植物應(yīng)對(duì)刺吸式害蟲(chóng)為害時(shí)所產(chǎn)生的誘導(dǎo)防御反應(yīng)中起著主導(dǎo)作用[13-15]，并且因作物類(lèi)型和品種而異，水楊酸和茉莉酸信號(hào)途徑同時(shí)存在協(xié)同和拮抗作用。Agut等[16]研究發(fā)現(xiàn)抗螨品種酸橙被二斑葉螨為害后水楊酸含量隨為害時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高，茉莉酸含量則呈先逐漸升高后逐漸降低的趨勢(shì)，而感螨柑橘品種Cleopatra mandarin受螨害后水楊酸、茉莉酸含量與為害前相比均無(wú)顯著變化，茉莉酸含量誘導(dǎo)不足可能是感螨柑橘品種容易被二斑葉螨為害的原因之一。Rodriguez-Saona等[17]發(fā)現(xiàn)棉花韌皮部被木薯粉虱取食后，韌皮部誘導(dǎo)的水楊酸能夠抑制蛋白酶抑制劑（protease inhibitor， PI）的合成，而PI又是茉莉酸誘導(dǎo)植物產(chǎn)生防御信號(hào)的重要物質(zhì)，因此間接導(dǎo)致了茉莉酸信號(hào)途徑被抑制。此外，還有研究表明茉莉酸也能抑制昆蟲(chóng)取食后植物體內(nèi)水楊酸含量的增加，例如Florencio-Ortiz等[18]發(fā)現(xiàn)桃蚜取食辣椒8、24、48、96 h后，茉莉酸含量比對(duì)照顯著提高，整體趨勢(shì)為先上升后下降，拐點(diǎn)出現(xiàn)在48 h，而水楊酸含量?jī)H在96 h顯著提高，表明可能在辣椒體內(nèi)水楊酸和茉莉酸的合成出現(xiàn)了一定的拮抗現(xiàn)象。這一現(xiàn)象早在Zhu-Salzman等[19]的研究中也有體現(xiàn)，高粱蚜取食高粱作物時(shí)，能“操縱”高粱體內(nèi)的防御反應(yīng)，具體表現(xiàn)為可通過(guò)增強(qiáng)水楊酸的信號(hào)途徑，來(lái)抑制在生物學(xué)上可能更有效的茉莉酸信號(hào)路徑，從而延緩其對(duì)高粱蚜蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育的侵害。本研究結(jié)果顯示，桃蚜為害24 h內(nèi)，抗、感蚜辣椒被桃蚜為害后均能誘導(dǎo)水楊酸含量的提高，并且抗蚜辣椒ZDC的水楊酸含量顯著高于感蚜辣椒DYJJ，而茉莉酸含量在ZDC中顯著提高，在DYJJ中則顯著被抑制，表明水楊酸、茉莉酸信號(hào)途徑在抗蚜辣椒上具有協(xié)同效應(yīng)，而在感蚜辣椒上則表現(xiàn)出拮抗作用。這可能是導(dǎo)致ZDC和DYJJ抗性水平顯著差異的原因之一，并與前人[11， 13-14]的研究結(jié)果具有一致性。

植物被害蟲(chóng)為害后，其內(nèi)源性水楊酸、茉莉酸含量的變化會(huì)誘導(dǎo)這2個(gè)信號(hào)途徑相關(guān)基因表達(dá)量的變化。PR1（病程相關(guān)蛋白）是水楊酸信號(hào)途徑的標(biāo)志性基因。PAD4基因編碼核質(zhì)蛋白，在植物受到病原或桃蚜侵染時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)水楊酸的積累，增強(qiáng)植物的防御能力，是植物體內(nèi)水楊酸防御途徑重要的調(diào)節(jié)因子[20]。EDS5基因在調(diào)節(jié)水楊酸誘導(dǎo)的防御信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用[21]。LOX、AOC以及COI1是茉莉酸防御途徑中3個(gè)關(guān)鍵基因。LOX是茉莉酸合成的重要限速酶，AOC可催化產(chǎn)生茉莉酸的前體OPDA。COI1是茉莉酸信號(hào)途徑的關(guān)鍵調(diào)控基因[22]。水楊酸、茉莉酸信號(hào)途徑的協(xié)同和拮抗作用，不僅體現(xiàn)在二者的含量水平上，也體現(xiàn)在這2個(gè)途徑相關(guān)基因的表達(dá)量上。例如姚新建[23]研究發(fā)現(xiàn)抗性小麥品系35-E4和敏感品系35-A20被禾谷縊管蚜取食后，其水楊酸和茉莉酸信號(hào)途徑中相關(guān)基因（PAL、LOX、NPR）的表達(dá)量均顯著提高，但是表達(dá)模式存在差異，抗性品系35-E4中相關(guān)基因的表達(dá)量高于敏感品系35-A20。桃蚜在取食擬南芥后能夠誘導(dǎo)植株體內(nèi)水楊酸（SA）信號(hào)途徑上的相關(guān)基因PR1和PR2的積累[24]，卻能造成茉莉酸調(diào)控的相關(guān)基因（LOX-1、LOX及PDF1.2）在較低水平表達(dá)[25]。Studham等[26]發(fā)現(xiàn)與感蚜大豆品種相比，抗蚜大豆品種在大豆蚜蟲(chóng)取食后，水楊酸途徑基因PR1、PAD4等表達(dá)量在6 h就發(fā)生了顯著提高，而感蚜品種在12 h表達(dá)量才顯著提高，抗蚜大豆品種茉莉酸途徑基因LOX表達(dá)量在12 h顯著提高，而感蚜品種茉莉酸途徑基因表達(dá)量基本無(wú)顯著提高。本研究結(jié)果也顯示，桃蚜為害后抗、感蚜辣椒品種水楊酸信號(hào)途徑基因PR1、EDS5的表達(dá)量均顯著提高，并且抗蚜品種ZDC的表達(dá)量在為害24 h內(nèi)顯著高于感蚜品種，抗蚜品種中茉莉酸信號(hào)途徑基因LOX2、AOC在為害48 h內(nèi)也比為害前顯著提高，但這2個(gè)基因在感蚜辣椒品種中卻被顯著抑制，表明抗蚜辣椒被為害后能夠協(xié)同水楊酸、茉莉酸信號(hào)途徑基因的表達(dá)，而抗蚜辣椒被為害后這2個(gè)途徑基因的表達(dá)表現(xiàn)出拮抗效應(yīng)，同時(shí)也說(shuō)明水楊酸、茉莉酸含量的變化趨勢(shì)在這2個(gè)途徑的基因表達(dá)水平上得到了相互驗(yàn)證。

本研究?jī)H從水楊酸、茉莉酸含量、部分相關(guān)基因表達(dá)量的差異初步探討了這2個(gè)信號(hào)途徑與辣椒抗蚜性的相關(guān)性，后續(xù)研究應(yīng)挖掘和驗(yàn)證更多與辣椒抗蚜性相關(guān)的水楊酸、茉莉酸信號(hào)途徑相關(guān)的基因、生化酶和次生代謝物質(zhì)，以期全面、深入地闡明辣椒品種的抗蚜性機(jī)理，為抗蟲(chóng)辣椒品種的創(chuàng)制和分子設(shè)計(jì)育種奠定理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁? 莉， 劉海清. 海南省辣椒產(chǎn)業(yè)SWOT分析及展望[J]. 農(nóng)業(yè)展望， 2018， 14（2）： 65-68.

[2] Chen Q， Liang X， Wu C. Trait inheritance in pepper （Capsicum spp.） cultivars identified as resistant to green peach aphid （Myzus persicae）[J]. Plant Breeding， 2020， 139（5）： 996-1002.

[3] 梁? 曉， 伍春玲， 陳? 青. 辣椒抗蚜品種‘豬大腸的抗蚜性遺傳分析[J]. 生物技術(shù)通報(bào)， 2018， 34（2）： 150-156.

[4] 陳? 青， 張銀東. 3種氧化酶與辣椒抗蚜性的相關(guān)性[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)， 2004（3）： 42-46.

[5] 鐘秀明， 武雪萍. 我國(guó)農(nóng)田污染與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全現(xiàn)狀、問(wèn)題及對(duì)策[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃， 2007（5）： 27-32.

[6] 欽俊德， 王琛柱. 論昆蟲(chóng)與植物的相互作用和進(jìn)化的關(guān)系[J]. 昆蟲(chóng)學(xué)報(bào)， 2001， 44（3）：3 60-365.

[7] 苗? 進(jìn)， 李國(guó)平， 韓寶瑜. 水楊酸和水楊酸甲酯在植物抗蟲(chóng)中的作用及機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)， 2007（1）： 111-114.

[8] Moran P J， Cheng Y， Cassell J L， et al. Gene expression profiling of Arabidopsis thaliana in compatible plant-aphid interactions[J]. Archives of Insect Biochemistry and Physiology， 2002， 51（4）： 182-203.

[9] Morkunas I， Mai V C， Gabry B. Phytohormonal signaling in plant responses to aphid feeding[J]. Acta Physiologiae Plantarum， 2011， 33（6）： 2057-2073.

[10] 桂連友， 劉樹(shù)生， 陳宗懋. 外源茉莉酸和茉莉酸甲酯誘導(dǎo)植物抗蟲(chóng)作用及其機(jī)理[J]. 昆蟲(chóng)學(xué)報(bào)， 2004（4）： 507-514.

[11] 張海波. 煙粉虱Bemisia tabaci （Gennadius）取食及外源JA處理對(duì)辣椒（Capisicum annuum L.）內(nèi)源JA、SA的影響[D]. 揚(yáng)州： 揚(yáng)州大學(xué)， 2018.

[12] Livak K J， Schmittgen T D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2（-Delta Delta C（T）） method[J]. Methods， 2001， 25（4）： 402-408.

[13] Thaler J S， Karban R， Ullman D E， et al. Cross-talk between jasmonate and salicylate plant defense pathways： Effects on several plant parasites[J]. Oecologia， 2002， 131（2）： 227-235.

[14] Gao L L， Anderson J P， Klingler J P， et al. Involvement of the octadecanoid pathway in bluegreen aphid resistance in Medicago truncatula[J]. Molecular Plant Microbe Interactions， 2007， 20（1）： 82-93.

[15] Gao L L， Klingler J P， Anderson J P， et al. Characterization of pea aphid resistance in Medicago truncatula[J]. Plant Physiology， 2008， 146（3）： 996-1009.

[16] Agut B， Gamir J， Jacas J A， et al. Different metabolic and genetic responses in citrus may explain relative susceptibility to Tetranychus urticae[J]. Pest Management Science， 2015， 70（11）： 1728-1741.

[17] Rodriguez-Saona C， Crafts-Brandner S J， Luis A Ca?as. Volatile emissions triggered by multiple herbivore damage： Beet armyworm and whitefly feeding on cotton plants[J]. Journal of Chemical Ecology， 2003， 29（11）： 2539-2550.

[18] Florencio-Ortiz V， Novák Ond?ej， Casas José L. Local and systemic hormonal responses in pepper （Capsicum annuum L.） leaves under green peach aphid （Myzus persicae Sulzer） infestation[J]. Journal of Plant Physiology， 2018， 231： 356-363.

[19] Zhu-Salzman K， Salzman R A， Koiwa A H. Transcriptional regulation of sorghum defense determinants against a phloem-feeding aphid[J]. Plant Physiology， 2004， 134（1）： 420-431.

[20] 牛? 良. 壽星桃抗蚜性鑒定及分子機(jī)制解析[D]. 武漢： 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2019.

[21] Nonglak Parinthawong， Stéphanie Cottier， Antony Buchala， et al. Localization and expression of EDS5H a homologue of the SA transporter EDS5[J]. BMC Plant Biology， 2015， 15（1）： 135-144.

[22] 劉慶霞， 李夢(mèng)莎， 國(guó)? 靜. 茉莉酸生物合成的調(diào)控及其信號(hào)通路[J]. 植物生理學(xué)報(bào)， 2012， 48（9）： 837-844.

[23] 姚新建. 13個(gè)小麥種質(zhì)對(duì)兩種蚜蟲(chóng)的抗性機(jī)理與抗蚜基因的驗(yàn)證及研究[D]. 楊凌： 西北農(nóng)林科技大學(xué)， 2018.

[24] De Vos Martin， Van Oosten Vivian R， Van Poecke Remco M P， et al. Signal signature and transcriptome changes of Arabidopsis during pathogen and insect attack[J]. Molecular Plant Microbe Interactions， 2005， 18（9）： 923-937.

[25] Sarmento R A， Lemos F， Bleeker P M， et al. A herbivore that manipulates plant defence[J]. Ecology Letters， 2011， 14（3）： 229-236.

[26] Studham M E， Macintosh G C. Multiple phytohormone signals control the transcriptional response to soybean aphid infestation in susceptible and resistant soybean plants[J]. Molecular Plant Microbe Interactions， 2013， 26（1）： 116-129.

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