虫害防控
朱亮 李佳昱
西花蓟马（Frankliniella occidentalis）作为一种世界性重大农业害虫，环境适应性强、寄主范围广，对多种果蔬作物构成严重威胁。葡萄Vitis vinifera是我国重要的经济作物之一，随着种植规模的不断扩大，西花蓟马对葡萄产业的威胁日益加剧。前期研究揭示，不同地理种群在西花蓟马的耐热性与抗药性上具有显著差异：云南种群不仅表现出比北京种群更高的临界高温值（CTMax：39.55℃ vs 38.28℃），同时对乙基多杀菌素的抗药性也更强。这一差异凸显了地理种群间耐热性与抗药性存在差异适应特征，也引出了在不同气候特征下药物处理效应可能存在的群体特异性。基于全球气候变暖、尤其北方地区气温持续升高的趋势，本研究选取耐热性更强、抗药性更高的云南种群，与北京种群进行对比，重点探究高温与药物处理对不同地理种群的影响，并特别关注药物处理后高温胁迫的交互机制。通过揭示两地种群在耐热－抗药协同适应方面的内在关联，研究旨在为气候变暖背景下，针对不同地理种群制定更精准的田间用药策略与高温应对措施提供理论依据，从而提升西花蓟马综合防控的时效性与可持续性。
1 试验地点
北京市海淀区中国农业科学院植物保护研究所。
2 供试虫源
西花蓟马分别采自北京门头沟（经度：116.10137，纬度：39.94043）、云南元谋（经度：101.87728，纬度：25.70438）。采集的西花蓟马使用新鲜的菜豆饲养在玻璃养虫罐内。培养箱饲养条件：温度（25 ± 1）℃，相对湿度（70 ± 5）%，光周期L//D=14 h//10 h，初始西花蓟马为羽化后3-5天。
3 供试药剂及材料
乙基多杀菌素悬浮剂（有效成分及其含量：60 g/L，科迪华农业科技有限责任公司）。菜豆、一次性养虫盒、自制吸虫器、镊子、培养箱，量筒、一次性航空杯、蒸馏水、Triton X-100。
4 实验方法
4.1 配制药剂
用蒸馏水将Triton X-100配制成0.01 %的Triton X-100溶液，以此为溶剂，将60 g/L乙基多杀菌素配制成0.04 mg/L的药液。
4.2 浸盒
将用Triton X-100配制好的0.04 mg/L乙基多杀菌素药液注满一次性养虫盒，静置4 h后倒掉药液，待一次性养虫盒自然晾干。每盒为一个重复，设置3个重复。
4.3 浸菜豆
先用洗洁精水浸泡菜豆30min，随后将菜豆冲洗干净并待其完全晾干。晾干的菜豆在用Triton X-100配制好的0.04 mg/L乙基多杀菌素药液中浸泡10s后捞出，自然状态下待其晾干后，用镊子放入上述药液处理后且已晾干的一次性养虫盒中，每盒3根菜豆。
4.4 接虫
用自制吸虫管吸取大量西花蓟马，小心吹入装有菜豆的一次性养虫盒中，盖好盒盖。
4.5 对照组处理
将未浸药的菜豆放入未浸药的一次性养虫盒中，接虫后置于25℃，相对湿度（70 ± 5）%，光周期L//D=14 h//10 h的培养箱中，72h后迅速取样并用液氮冻存，送往公司进行转录组测序。
4.6 高温处理
将未浸药的菜豆放入未浸药的一次性养虫盒中，接虫后置于25℃，相对湿度（70 ± 5）%，光周期L//D=14 h//10 h的培养箱中，72h后将养虫盒迅速置于35℃，相对湿度（70 ± 5）%，光周期L//D=14 h//10 h的培养箱中热激2h，热激后迅速取样并用液氮冻存，送往公司进行转录组测序。
4.7 药剂处理
将浸药的菜豆放入浸药的一次性养虫盒中，接虫后置于25℃，相对湿度（70 ± 5）%，光周期L//D=14 h//10 h的培养箱中，72h后迅速取样并用液氮冻存，送往公司进行转录组测序。
4.8 药剂+高温处理
将浸药的菜豆放入浸药的一次性养虫盒中，接虫后置于25℃，相对湿度（70 ± 5）%，光周期L//D=14 h//10 h的培养箱中，72h后将养虫盒迅速置于35℃，相对湿度（70 ± 5）%，光周期L//D=14 h//10 h的培养箱中热激2h，热激后迅速取样并用液氮冻存，送往公司进行转录组测序。
5 实验结果
南北方西花蓟马相同药物处理后转录组差异显著：如图1药物处理后，西花蓟马云南种群的上调与下调差异表达基因（DEGs）数量相近（276 vs 235），表现出稳定的转录调控特征；而北京种群则出现显著的下调主导趋势（747 vs 102），表明其生理稳态更易受化学胁迫干扰。这一差异与云南种群已具备更强抗药性的表型相符，暗示其可能因长期处于相对高温环境中，已进化出更完善的胁迫缓冲机制。
南北方西花蓟马高温处理后转录组差异显著：如图2数据所示，经高温处理后，西花蓟马云南种群中上调和下调的差异表达基因（DEGs）数量较少，分别为53和34个；而北京种群的下调基因数高达2529个，显著多于上调基因（68个）。如图3图4，经历高温后的云南蓟马种群显著上调热激蛋白相关基因（如HSP70、HSP16等），而北京种群上调倍数最高的则是NADH脱氢酶复合体（能量相关基因），与耐热相关的热激蛋白基因上调倍数也小于云南种群。该表达模式与云南种群长期适应温暖环境、具备更强耐热性的表型特征相符，表明云南种群在高温胁迫下基因表达扰动较小，整体响应更为稳定。
南北方西花蓟马药物处理后高温处理转录组差异显著：如图5，在复合胁迫下，云南种群转而以基因上调为主（365 vs 260），提示药物预处理可能“激发”了其高温响应通路，使其从稳态维持转向主动应激调控；而北京种群仍维持以下调为主的模式（37 vs 91），且响应基因总数大幅减少，可能反映其在连续胁迫下已进入响应饱和或调控能力受限的状态。另一方面经历药物处理后的北京种群反而比未经过药物处理后经历高温时，热激蛋白上调响应更激烈，这背后可能蕴藏着交叉抗性。
云南种群在复合胁迫下从“表达稳健”转为“上调主导”，说明药物预处理可能通过诱导部分保护性基因的表达，为其后续高温耐受提供了生理准备；而北京种群在单一胁迫下即出现大量下调，复合胁迫时响应规模进一步收缩，暗示其应对多重压力的能力较弱，易在连续胁迫中陷入生理失调。综上，先药物后高温的处理方式不仅放大了两地种群的响应差异，更揭示了药物预处理对高温耐受性的潜在“启动”效应。云南种群在长期高温“训练”下，可能已经历了遗传与表型的适应进化，不仅耐热性更强，也对药物胁迫具有更高稳定性；相比之下，北京种群目前的表现更接近敏感型。然而，在全球气候持续变暖的背景下，北方地区升温所带来的选择压力，很可能驱动北京种群向类似云南种群的高抗、高耐表型方向演化。因此，理解云南种群当前的适应机制，不仅可解释其现存优势，也为预测北方种群在未来气候条件下的进化轨迹提供了关键参照。未来可进行“表型筛选→机制解析→功能验证→田间预测”进一步服务于应对气候变暖的葡萄害虫西花蓟马适应性治理。