柑橘砧木通过生理生化特性、挥发性有机物排放及防御相关基因表达调控接穗对红蜘蛛（Panonychus citri）的抗性机制

本研究揭示了柑橘砧木通过调控接穗的生理生化特性、挥发性有机物（VOCs）排放及防御基因表达，显著影响'W. Murcott'柑橘对红蜘蛛（Panonychus citri）的抗性。研究发现'Citrumelo'和'Carrizo'砧木能降低膜脂过氧化产物MDA积累，诱导SA（水杨酸）和PR5（病程相关蛋白）基因表达，并增加β-蒎烯、水杨酸甲酯（MeSA）等虫害诱导植物挥发物（HIPVs）的释放，为柑橘抗虫砧木选育提供了分子与代谢层面的科学依据。

　　

1 引言

柑橘作为全球重要经济作物，其生产常受红蜘蛛等害虫威胁。嫁接技术通过选用耐受性砧木可扩展栽培适应性，但砧木调控接穗抗虫性的机制尚不明确。本研究以18月龄'W. Murcott'柑橘为材料，嫁接于'Macrophylla'、'C35'、'Citrumelo'和'Carrizo'四种砧木，分析红蜘蛛侵染7天后生理生化、VOCs及基因表达变化，揭示砧木-接穗互作在抗虫中的核心作用。

2 材料与方法

实验在智利半田间条件下进行，通过动态顶空采集技术收集VOCs，结合UV-Vis分光光度法测定MDA（丙二醛）、脯氨酸、SA等应激指标，利用qRT-PCR分析ABA4、EIN3、PR3/5等防御基因表达。采用双因素方差分析（GLM）评估砧木与虫害的交互效应。

3 结果

3.1 应激生物标志物

红蜘蛛产卵量在'Citrumelo'砧木上最高（160卵/叶）。'C35'砧木接穗MDA含量显著升高，表明膜损伤严重；而'Citrumelo'和'Carrizo'砧木诱导SA含量提升3倍，PR5和GLR基因表达分别上调50倍和80倍。

3.2 光合特性

虫害导致所有砧木组合叶绿素a+b下降30%-40%，但净光合速率（A）仅轻微降低，表明短期胁迫未显著影响光合同化。

3.3 代谢物变化

'Citrumelo'砧木接穗基础蛋白质含量最高（0.67 mg g^-1 DW），虫害后总黄酮（TFC）普遍下降3倍。VOCs分析显示，仅虫害植株释放α-蒎烯、β-奥西烯等HIPVs，其中'Citrumelo'砧木β-蒎烯排放量增加5倍。

3.4 基因表达

'Carrizo'砧木显著激活ET（乙烯）通路基因EIN3（220倍）和SA标记基因PR5，而'C35'砧木特异性诱导ABA4（12倍）和蛋白酶抑制剂PITY1（65倍）。

4 讨论

砧木通过差异调控SA/JA（茉莉酸）平衡影响抗虫性。'Citrumelo'和'Carrizo'砧木通过增强HIPVs排放（如MeSA）吸引天敌，形成三重营养防御；而'C35'砧木的ABA4高表达可能导致防御抑制。GLR基因的普遍上调（最高80倍）提示谷氨酸受体在早期防御信号中的关键作用。

5 结论与展望

本研究首次系统阐明柑橘砧木通过"代谢-基因"网络调控接穗抗红蜘蛛的机制，'Citrumelo'和'Carrizo'砧木表现最优抗性表型。未来需解析关键VOCs（如β-蒎烯）的生态功能，并开发砧木诱导的抗性育种策略。