Frontiers in Sustainable Food Systems-理化指标+代谢组 分析竹炭增加番茄抗虫机制

南美洲番茄蛲虫（Tuta absoluta）是一种入侵性害虫，已在中国33多个地区存在，主要危害番茄作物。寻找控制这种害虫的研究是必不可少的。研究表明，生物竹炭（BC）对土壤的改良可以增强植物的生长和对食草动物的抵抗力。本研究通过生理指标，转录组，代谢分析具体机制，为生产应用提供理论指导。

1.题目：Bamboo charcoal mediated plant secondary metabolites biosynthesis in tomato against South American tomato pinworm (Tuta absoluta).

2.杂志：Frontiers in Sustainable Food Systems

3.IF：5.0分（2023）

4.IOD号：10.3389/fsufs.2023.1101151

5.主要内容：

植物种植：供试番茄品种为Moneymaker，种子消毒、催芽后采用椰糠育苗，待至两叶期，将培育好的番茄幼苗，分别移栽到椰糠与竹炭体积比10：1，30：1，50：1和纯椰糠（CK）4个处理中栽培。花盆宽7 cm高9 cm的方形塑料花盆内继续栽培，每2天浇水1次，种植于无虫玻璃温室内（昼/夜温度24±1℃/20±1℃，RH 60%±5%，16L：8D）。寄主植物不接触任何农药，为了促进各寄主植物生长，每盆施2 g大量元素水溶肥料（OMEX, 18-18-18）。移栽后20天（番茄5叶期），测量株高、茎粗等生理指标。

测试发现：椰糠与竹炭体积比30：1长势最好。

表1.株高，茎粗，叶绿素指标分析。

图1.移栽后10 d各处理番茄生长情况，图B移栽后20d（Chen，2023）：

昆虫饲养：番茄潜叶蛾种群2018年采自新疆库尔勒，在人工气候室内（25±1℃，RH 60%±5%，16L：8D）以番茄为寄主植物连续进行饲养

图2.竹炭30：1处理的番茄，能够显著性减少番茄潜叶蛾幼虫的存活率（Chen，2023）

LC-MS，转录组测序：选取5片真叶期的竹炭30：1处理的和CK处理的的番茄正三叶各10-20片去除叶脉后按需称量，液氮速冻-80 ℃保存，每个样本称取约1g进行检测。

图3.代谢组分析（Chen，2023）

图4.转录组分析（Chen，2023）

图片5. 荧光定量qPCR基因验证（Chen，2023）‍

6.总结：

（1）竹炭和椰糠的比例为30:1最有利于番茄的生长；因为其对土壤的改良增加了番茄的株高、茎厚和叶绿素含量，而绝对T.absoluta的存活率降低。

（2）代谢组分析BC番茄叶片，与对照相比，黄酮类化合物、萜类化合物和酚酸的积累增加；

（3）转录组分析发现大多数上调基因与应激相关的中枢蛋白、类黄酮生物合成、MAPK和植物激素信号传导以及萜类生物合成有关；

（4）荧光定量PCR验证相关基因表达趋势一直。

（5）萜类化合物和酚酸，它们提高了植物的生长和对T.absoluta的耐受性。