中国玉米产量位居世界第二，占世界市场的23%。随着增长4.2%，到2024年，该国的玉米产量将达到2.888亿吨，并将在未来六年内实现玉米生产的自给自足。然而，这可以通过优化作物管理来实现，这与作物营养以及免受生物和非生物胁迫的保护直接相关。在生物胁迫中，秋粘虫(Spodoptera frugiperda, FAW)对中国玉米生产构成严重威胁。自2018年首次报道以来，目前已蔓延到中国26个省份，促使政府启动了多个预警和预防系统。FAW可造成20-50%的产量损失，政府正在与农民和研究人员合作，寻找预防和控制这种害虫的方法。

使用生物炭是促进植物生长和提高害虫抗性的经济和环境友好型策略之一。我们在玉米对照(CK)中测试了四种竹炭与椰子皮的v/v组合[BC1 (10:1)， BC2(30:1)， BC3(50:1)]。结果表明，BC2的株高、茎粗、鲜重和叶绿素含量显著高于对照，但单株成活率最低。然后，我们比较了在FAW草食条件下BC2和CK玉米植株的代谢组和转录组谱。结果表明，bc型玉米叶片中黄酮类化合物、氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物和大多数酚酸含量降低，萜类化合物、有机酸、脂质和防御相关激素含量升高。转录组测序揭示了这些途径中富集的基因的一致表达谱。我们还观察到脱落酸、茉莉酸、生长素和MAPK信号相关基因的表达增加。基于这些观察结果，我们讨论了玉米对抗FAW的可能途径。我们得出结论，竹炭诱导玉米叶片产生抗草食反应。

1题目

文章题目：Combined Metabolome and Transcriptome Analyses of Maize Leaves Reveal Global Effect of Biochar on Mechanisms Involved in Anti-Herbivory to Spodoptera frugiperda

发文单位：丽水学院生态学院；丽水农林科学研究所；遂昌县生态林业发展中心；丽水市土壤肥料与植物保护站

2杂志

Metabolites；IF=3.4分

3链接

https://doi.org/10.3390/metabo14090498

4检测指标

Norminkoda提供了荧光定量qPCR

5主要内容

Fig 1:播种后10 d和20 d各处理玉米生长情况

Fig 2:存活率(%)，幼虫存活率(%)，蛹存活率(%)

Fig 3:代谢组谱

Fig 4: 代谢组差异分析

Fig 5:转录组谱分析

Fig 6: KEGG分析

Fig 7:KEGG分析

玉米植株在三种组合中，即10:1 (BC1)、30:1 (BC2)和50:1 (BC3)，10和20 天时，BC2株高、茎粗、叶绿素含量和叶片干鲜比均显著提高。同样，FAW及其幼虫和蛹的存活率在BC2中最低。综上所示，BC2是提高玉米叶片抗草性的最佳添加物。综合代谢组学和转录组学分析表明，FAW草食条件下BC2玉米叶片黄酮类、氨基酸和衍生物含量较低，而萜类(主要是二萜类)和脂类含量较高。同样，bc型玉米叶片ABA、SA和JA含量较高。转录组谱与代谢组谱一致。我们的研究结果表明，在BC中种植玉米通过诱导次生代谢途径、激素和MAPK信号通路以及防御相关基因的变化来提高其抗草食性。