丛枝菌根的启动作用对蓟马（Tetranychus urticae）的抑制效果，从实验室条件一直延续到实际作物生产环境中

《Biological Psychiatry Global Open Science》：Effects of priming by arbuscular mycorrhiza against Tetranychus urticae are maintained from laboratory conditions to real crop production

番茄白粉虱诱导抗性（MIR）的跨场景有效性及代谢物机制研究

　　这项研究围绕一种名为Tetranychus urticae（双斑蜘蛛螨）的严重农业害虫，探讨了其对番茄作物的影响以及一种名为Mycorrhiza-Induced Resistance（菌根诱导抗性，MIR）的植物防御机制在番茄种植中的应用潜力。研究团队由Beatriz Ramírez-Serrano、Zhivko Minchev、Victoria Pastor、Silvia Andrés-Moreno、Paloma Sánchez-Bel和Víctor Flors组成，他们来自西班牙的Universitat Jaume I大学生物、生物化学和自然科学系，以及与西班牙国家研究委员会（CSIC）的联合实验室。

T. urticae是一种具有高度适应能力的多食性害虫，能够快速适应多种宿主植物，并在短短几代内对作物造成显著损失。它不仅影响作物产量，还可能降低果实的市场价值，因为被其侵害的果实往往体积变小、品质下降。这种害虫的隐蔽性使其难以被及时发现，从而给农业生产带来严重挑战。此外，T. urticae对传统化学杀螨剂产生了较强的抗药性，这进一步限制了其有效控制。同时，化学杀螨剂对非目标有益物种，如天敌，也造成了不良影响，使得综合害虫管理（IPM）策略的实施更加复杂。

MIR是一种由菌根真菌（如丛枝菌根真菌，AMF）与植物之间的共生关系所引发的植物防御机制。已有研究表明，MIR可以增强植物对多种病原体和害虫的抵抗力。然而，由于MIR在不同环境条件下的表现具有显著的依赖性，因此其在实际农业中的应用仍受到一定限制。为了解决这一问题，本研究通过一系列实验，评估了MIR在番茄作物中对抗T. urticae的有效性，包括实验室、半田间和实际田间条件下的测试。

在实验室条件下，研究团队使用了番茄植株进行人工侵害实验，观察到接种了Rhizophagus irregularis（一种常见的AMF）的番茄植株比未接种的植株表现出更强的抗性。这些结果促使研究团队进一步测试MIR在更接近实际农业环境的条件下是否仍然有效。在半田间实验中，番茄植株被种植在典型的商业化温室中，并在实验室条件下进行侵害测试。结果显示，MIR在温室环境中仍然有效，进一步验证了其在真实种植条件下的稳定性。

为了深入理解MIR的机制，研究团队对番茄植株中的代谢物进行了分析。他们发现，接种AMF的番茄植株中积累了一些特定的次生代谢物，如香豆素酸、连翘素、苹果酸和松柏醇，这些代谢物在未接种的植株中并未显著积累。这些代谢物在番茄植株中表现出增强的抗性，特别是在面对T. urticae侵害时。进一步的田间实验表明，这些代谢物不仅在实验室中有效，而且在实际种植环境中同样能够显著减少T. urticae的侵害程度，表明MIR和相关代谢物在番茄作物保护中的应用潜力。

研究还发现，MIR的抗性表现具有一定的普遍性，即使在不同的种植条件下，如实验室、半田间和田间，MIR仍然能够提供一致且有效的保护。这一发现表明，MIR在番茄-蜘蛛螨系统中具有较高的环境适应性，为农业害虫管理提供了新的思路。此外，研究团队还探讨了MIR在实际田间条件下与化学处理的比较，发现使用这些代谢物进行处理同样能够显著减少害虫的侵害，进一步证明了其作为替代或补充手段的可行性。

研究结果还表明，MIR和相关的代谢物可能成为提高番茄作物害虫控制效果的重要工具。这些化合物不仅能够减少害虫的生存率和侵害程度，还可能通过影响害虫的繁殖行为和生长发育来间接控制其种群。此外，研究团队还指出，尽管MIR在实验室和半田间条件下的效果显著，但在实际农业环境中的应用仍需更多的研究和验证，以确保其在不同种植条件下的稳定性和有效性。

本研究的发现对于推动可持续农业实践具有重要意义。传统的化学杀螨剂虽然在短期内有效，但其对环境和非目标生物的负面影响限制了其长期使用。而MIR作为一种基于植物自身防御机制的生物控制手段，不仅能够减少对化学药剂的依赖，还能提高作物的整体健康状况和抗逆能力。因此，将MIR纳入IPM策略，不仅可以有效控制T. urticae，还能促进农业生态系统的可持续发展。

研究团队还强调，植物与微生物之间的共生关系是MIR的基础。在实际农业环境中，土壤微生物群落的组成和结构会受到农业实践的影响，如使用化学肥料和农药。因此，为了充分发挥MIR的作用，需要在农业实践中考虑如何优化土壤微生物环境，以支持有益微生物的生长和活动。此外，植物品种的选择也对MIR的效果产生影响，不同番茄品种可能对MIR的反应存在差异，这提示未来的研究需要进一步探讨不同植物品种与MIR之间的相互作用。

最后，研究团队指出，虽然MIR在番茄作物中的应用潜力巨大，但目前的研究仍主要集中于实验室和半田间条件，缺乏在真实田间环境中的大规模验证。因此，未来需要更多实地研究来评估MIR在不同农业环境中的适用性，并探索如何将其有效整合到现有的农业管理系统中。同时，还需要进一步研究这些代谢物的具体作用机制，以期开发出更高效的生物防治策略。