顺-3-己烯醇诱导茶树对茶尺蠖抗性的分子机制

Chemical pesticide plays important role in effectively control the occurrence and damage of pests of tea plant, however, it also leads to problems of pesticide residue, thus impairing the quality and safety of chinese tea. The preliminary study of our team showed tea green leaf volatiles cis-3-hexenol ((3Z)-hexenol) can induce the expression levels of defense-related genes and improve the level of signaling molecule. Compared with the known tea resistance elicitor-methyl jasmonate (MeJA), (3Z)-hexenol induces stronger resistance to tea geometrid. This project will further study the molecular mechanisms of the phenomenon that (3Z)-hexenol strongly induced tea resistance against insects using molecular biology, analytical chemistry research methods, bioassay methods, etc. This project can provide important basis for revealing reaction mechanism of GLV-induced resistance in tea plant and provide new ideas to the tea green pest control system.

茶树是一种重要的经济作物，然而在害虫防治过程中，大量使用化学农药带来了农药残留等问题，成为我国茶叶质量安全的主要瓶颈。本项目组前期研究发现茶树绿叶挥发物顺-3-己烯醇((3Z)-hexenol)能够提高茶树抗性基因及信号分子的表达水平，与已知的茶树抗性激发子茉莉酸甲酯(MeJA)相比，(3Z)-hexenol可以更强烈的诱导茶树对茶尺蠖的抗性。本项目将对该现象做进一步研究，利用分子生物学、分析化学、生物测定等手段研究(3Z)-hexenol强烈诱导茶树对茶尺蠖抗性反应的分子机制。该项目的实施，在理论上可以加深对GLVs介导的茶树诱导防御反应分子机理的认识，在实践上可为改善茶树害虫绿色防控体系提供理论基础。

茶树是一种重要的经济作物，然而在害虫防治过程中，大量使用化学农药带来了农药残留等问题，成为我国茶叶质量安全的主要瓶颈。顺-3-己烯醇((3Z)-hexenol)是一种植物绿叶挥发物，本项目前期结果研究发现 (3Z)-hexenol能够诱导茶树茶树对茶尺蠖的抗性。本项目对该现象做进一步研究，发现(3Z)-hexenol处理增强了茶树体内本底和茶尺蠖诱导的茉莉酸（JA）、乙烯（ET）等信号分子的水平及其合成表达基因CsiLOX1和CsiACS1的相对表达水平。JA和ET含量的上升引起茶树体内抗虫物质如多酚氧化酶（PPO）的升高，从而提高了茶树对茶尺蠖幼虫的直接抗性；同时，信号分子的上升提高了茶树虫害相关挥发物（HIPVs）的大量释放，吸引茶尺蠖幼虫的天敌单白绵绒小蜂，提高对害虫的寄生率。转录组水平的研究发现，茶尺蠖取食的经(3Z)-hexenol处理的茶树与茶尺蠖取食的对照茶树相比，有318条基因被诱导。其中有58条基因是抗性防御相关基因，包括6条JA和ET生物合成相关的基因，26条信号转导基因，12条抗虫相关的转录因子，以及14条直接防御和间接防御相关的次生代谢物合成相关基因。这其中许多基因可以被JA、茶尺蠖取食及机械损伤等处理诱导，表明这些基因参与了JA介导的防御反应，JA途径在(3Z)-hexenol诱导的茶树抗虫反应中起到了重要作用。本项目在理论上加深了对植物挥发物介导的茶树诱导防御反应分子机理的认识，在实践上为改善茶树害虫绿色防控体系提供了理论基础。