茶树的抗虫性和抗性育种研究

对照显著下降，MJA处理的的茶树新梢产生了对单白绵绒茧蜂引诱作用的新的挥发物，MJA诱导茶树产生了直接抗虫性和间接抗虫性。

用水杨酸甲酯（MeSA）处理茶树24h后，叶片内苯丙氨酸解氨酶（PAL）、脂氧合酶的活性上升。MeSA处理的茶树对假眼小绿叶蝉产生了比较明显的驱避效应，而对龟纹瓢虫、异色瓢虫、小黑瓢虫、蜘蛛和寄生蜂等茶园主要天敌表现出了明显的诱集效应。

用苯并噻二唑（BTH）和口一氨基丁酸（BABA）对茶树进行处理，结果叶片组织中多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）的基因表达量增加，酶活性明显上升。用BTH和BABA处理过的茶树叶片饲喂茶尺蠖，幼虫发育总历期延长，存活率、化蛹率、羽化率均明显降低，幼虫体重、蛹重下降，茶多酚含量增加。

从茶尺蠖取食后的信阳大叶种分离出19个受茶尺蠖取食诱导的基因，包括参与脂类代谢的基因、编码细胞壁蛋白的基因、木质素合成基因、类黄酮合成代谢基因和转录因子等。用类似方法发现有21个cDNA受假眼小绿叶蝉取食的诱导。外源MeSA处理后有80条基因的表达量发生了变化。

2.茶树的抗虫性育种

现有的茶树抗性育种途径和茶树其他优良性状品种选择或选育一样，主要是从单抹选育开始，经过不断筛选测试、逐渐放大的区域试验，最后经过鉴定而育成。茶树抗虫性指标的确定仍以传统的田间观察和测试为主，以生物化学、形态学鉴定方法为辅。

2.1茶树抗性品种资源的鉴定

2.1.1田间百叶虫数调查根据本地区茶树病虫发生的实际情况，在害虫预定发生的各个高峰期连续开展田间调查，方法是按照病虫测报的一般程序对不同茶树品种上的一定种类害虫的虫口数量定点、定时、定人进行调查，比较在相同环境条件下不同茶树品种上害虫的发生率。如能发现某些品种或植抹受害轻微甚至不受危害，便可选定作为潜在具有抗性的育种资源。

2.1.2室内接种鉴定选定的茶树植株通过初步扩大繁殖后，按照相同条件用直接暴露法接种一定数量的虫源，精确测定植株受损害的程度（叶片的面积和茎叶的质量、减产百分率）或记录害虫的生命表（害虫聚集程度、取食时间、次数、生长发育时间、死亡率、产卵量和寿命）。非生长季节也可以制备人工饲料开展饲虫试验。

3.2抗性分级

由于危害茶树的害虫种类较多，并且在各个不同茶区主要的危害种类不同，茶树抗性的分级还缺乏统一标准，大多数分级标准以田间实际调查的百叶虫口数为基准，这是相对可行的一种方法，但也易受环境干扰。朱俊庆等提出了根据田间调查数据进行危害分级（表1）。

刺吸式害虫所造成的芽梢生长抑制难以准确区分，而且影响因素过于复杂，不是一个理想的选择。小绿叶蝉的卵产于茶树表皮组织内，也难于检识，因此最好还是以田间种群密度调查为基础。食叶类害虫除直接于田间调查虫口数外，可以通过室内饲养测定叶片的消耗和害虫的发育进程、生理指标来判定抗性，但同样需要建立统一的技术规范，规定好供试虫源和饲养条件的要求。

3.研究方向

3.1抗虫性鉴定的技术

抗虫性直接鉴定的方法受指标选择、环境变异、危害特征复杂性和观察者主观印象等多种因素的影响，抗虫性鉴定的方法应更为简便、灵活并实现规范化，因此以生长抑制率、感虫数等量度作为抗性分级的指标都有明显缺陷。

茶树抗虫性的形态特征是抗性分级的可选参考指标，但目前对于茶树形态特征与抗病虫之间的关系缺少系统研究，更没有量化指标可用，这将是茶树抗性鉴定的重要研究方向。

生化指标有助于筛选抗虫品种，但抗性是一个多种因素参与的复杂过程，各种作用机制有时是很难明确区分的，生化指标的具体作用方向会因茶树品种、害虫类型等产生明显差异；另一方面有些生化指标对害虫的作用和对茶树的作用可能趋于相反的方向，单纯依靠静态的分析尚不足以阐明其作用的实质，例如生长良好的茶树可溶性蛋白、氨基酸、可溶性糖等应处于一个较高的水平，这有利于茶树抵御侵害，因为这似乎意味着茶树的生长势较强，但从已有的报道来看，无论是茶树还是其他作物，总的趋势是抗性品种可溶性蛋白、可溶性糖类和氨基酸都处于相对较低的水平，理论上的分析认为这意味着植物组织对害虫的营养性降低，这2种作用方向存在一定的矛盾。因此对于抗虫性的理化指标从技术和理论两方面都还需要开展更为深入的研究。

近年来发展出昆虫刺吸电位检测技术，可在受控条件下准确测定害虫对植物的取食行为，帮助鉴定植物的抗虫性。

一个茶树品种除根据抗性育种目标开展抗性测试外，对育成的抗性品种还需要从生态学角度评估它在病虫害综合治理中的作用，研究其对捕食性天敌的影响、对育种目标以外其他病虫害的适应性、对土壤环境的适应性、对农药减量化效果的准确评价等。当茶树害虫的取食选择性发生转移时，害虫取食对象的转移对其他茶树品种、其他农作物的影响也需要加以研究。在转基因植物研究中，已经发现当抗虫植物释放后，某些昆虫在原有其他寄主植物上的发生率也大为降低，但也存在着这些害虫转移危害的生态风险。

3.2茶树抗性育种的新方向

传统方法如单株选育、杂交育种、诱变技术在育种实践中仍占有主导地位，应用现代分子生物学方法开展茶树育种研究是未来加速茶树种质创新的基本手段。人们对植物抗虫基因发掘产生兴趣的一个重要动机是利用基因工程手段将这些基因在不同类型或同一类型不同品种植物之间进行转移。茶树的重要性状基因标记、克隆已经有相当多的研究，但遗传转化较为困难，虽然如此，基因工程在茶树上的应用也已有尝试，例如已有研究者将Bt基因转入茶树，但是茶树作为一种食品资源，发展转基因技术会存在很多疑虑，因此如何利用分子生物学研究结果指导茶树的常规育种是值得思考的。

在自然选择条件下，既具有抗性特征又有高产、优质、适应性广等优点的茶树品种难以获得，抗性的选择往往与经济性的选择存在一定矛盾，在茶树抗性育种的具体实践中除了沿袭传统有效的筛选方法外，利用抗性诱导技术开展茶树育种可能是一个新的方向，将有助于设计更为简单有效的抗性鉴定方法，为种质资源的发掘和利用提供重要线索。

抗性诱导技术的应用至少有2个方向：一是抗性的鉴定，这又有2种路径，分别是利用外源物诱导和害虫取食诱导，具有抗性的品种在诱导作用下所发生的生理生化反应一般也要比弱抗性品种要强烈，用诱导技术利于选择出抗性品种；另一个利用方向是通过长期的外源刺激使茶树的遗传改变能够固定下来，为进一步的筛选提供基础。

无论是外源化合物的刺激还是害虫取食的诱导，值得关注的是这种获得性抗性的持久性、抗虫性相关基因发生的变化以及遗传上的改变。通过研究已经发现抗性诱导过程中植物产生了一系列的基因表达变化，这些基因涉及到基础生化、二级代谢、组织发育、结构分化和信号传递等多个环节，在长期反复刺激下甚至产生了基因的变异，其作用效果颇类似于常见的化学诱变。通过对现有优良品种进行一级初筛，再以诱导抗性为基础进行筛选，可以提高筛选效率。

3.3遗传基础与遗传改良

通过抗性遗传规律的研究，探明基因作用的特点及与其他性状的连锁作用，有选择地开展具有不同优良性状抗性品系的杂交，或把有抗性的近缘植物与具有优良栽培性状的品系进行杂交，使抗性基因和其他优良性状基因能够发生整合以获得兼具抗性和其他优良农艺特性的新品种。

自转基因植物问世以来，植物诱导抗性的概念、方法和研究范畴也在逐渐更新、扩大，已有研究者将外源抗虫基因的导入也归入了诱导抗性范畴。例如有报道Bt基因抗虫棉使用的启动子中就有一段受水杨酸激活的ASL序列，普遍认为水杨酸可以诱导抗性直接表达，或激活转基因抗性的表达；不过也有研究认为，水杨酸和甲哌铺处理不能明显地影响转Bt基因棉花顶端嫩叶中Bt杀虫蛋白的表达。茶叶作为一种食用植物资源，转基因的安全性将会受到更多的关注，茶树的转基因研究还处于起步阶段，但昆虫取食、机械损伤、诱抗剂产生的诱导作用是一种温和的诱导变异过程，如能充分利用诱导作用所产生的基因变化不仅可以提高效率，而且具有更高的安全性。

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