《Horticulture Research》：Hex-3(Z)-Enyl Butyrate: A key volatile compound conferring resistance against South East Asian Thrips (Thrips parvispinus) in Capsicum spp
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本研究针对辣椒因Thrips parvispinus侵染导致的严重产量损失问题，通过LC-MS和GC-MS代谢组学分析，系统比较了抗感辣椒种质的代谢物差异。研究发现Hex-3(Z)-enyl butyrate在抗性种质IIHR 4550和IIHR-B-HP-79中显著富集，并通过叶盘生物测定和四臂嗅觉仪验证其可显著降低蓟马刮食损伤（8μl-L和16μl-L浓度下损伤减少50%以上）。该挥发性化合物被证实为辣椒抗蓟马的关键标志物，为抗性育种和害虫防控策略提供了新靶点。
在全球辣椒产业快速发展的背景下，东南亚蓟马（Thrips parvispinus）已成为威胁辣椒生产的重大生物胁迫因子。近年来，该害虫在印度主要辣椒产区造成30%-50%的产量损失，严重制约产业发展。传统化学防治手段不仅易产生抗药性，还会带来环境残留问题，因此挖掘植物自身抗性机制、培育抗虫品种成为可持续治理的关键突破口。
在此背景下，印度园艺研究所的科研团队在《Horticulture Research》发表了突破性研究，通过多组学联用技术揭示了辣椒抗蓟马的新机制。研究人员前期通过田间、网室和实验室三级筛选体系，鉴定出C. frutescens背景的抗性种质IIHR-B-HP-79和C. chinense背景的IIHR 4550，发现其通过抗生作用（antibiosis）抑制蓟马幼虫发育。为解析其生化基础，团队采用LC-MS和GC-MS技术对抗/感种质进行代谢物全景分析，首次发现挥发性化合物Hex-3(Z)-enyl butyrate在抗性种质中特异性积累，并通过行为学实验证实其驱避功能。
关键技术方法包括：1）基于LC-MS的靶向代谢组学（分析糖类、黄酮类和酚酸）；2）GC-MS介导的表皮蜡质和叶挥发物非靶向分析；3）叶盘浸渍生物测定（leaf dip bioassay）量化害虫取食损伤；4）四臂嗅觉仪（four-arm olfactometer）行为学验证；5）扫描电镜（SEM）表征表皮结构特征。所有实验均以先前鉴定的4个辣椒种质（2抗2感）为材料，在受控条件下进行三重重复。
3.1 表皮结构与抗性关系
扫描电镜显示所有种质均仅具非腺毛（non-glandular trichomes），抗性种质IIHR 4550虽具最高 trichome 密度（60.00±4.59个/mm2），但另一抗性种质IIHR-B-HP-79密度（37.60±4.93）与感病种质无显著差异。表皮厚度分析发现IIHR-B-HP-79具最厚角质层（148.0-189.3μm），但感病种质IIHR 4604同样表现出较高厚度（113.0-183.0μm），表明物理屏障并非抗性主导因素。
3.2 初级代谢物分析
LC-MS糖谱分析中，肌醇（inositol）在感病种质IIHR 3455中显著积累（对照8.74μg/g，接虫0.33μg/g；VIP评分2-2.5），其作为胁迫响应代谢物而非抗性标记。蔗糖在抗性种质接虫后含量上升（IIHR 4550：0.93μg/g；IIHR-B-HP-79：2.75μg/g），可能通过能量供给和苯丙烷途径（phenylpropanoid pathway）参与防御激活。
3.3 次级代谢物特征
黄酮类物质未显示抗性相关一致性规律。酚酸中苯甲酸（benzoic acid）在抗性种质IIHR 4550接虫后显著升高（1362.87 ng/g，VIP>1），但基因型特异性明显。通过PLS-DA（偏最小二乘判别分析）模型筛选VIP>1的标记物，发现抗性种质特有代谢物：IIHR 4550中Ascorbyl Palmitate、Tritriacontan-one和Hexacontane；IIHR-B-HP-79中Pentacosane和Octadecanoic acid衍生物，提示抗性机制具种质特异性。
3.4 叶挥发物关键发现
Hex-3(Z)-enyl butyrate在两种抗性种质中高丰度存在，但其同分异构体Butyrate hexyl无显著抗性关联。叶盘生物测定显示，16μl-L浓度Hex-3(Z)-enyl butyrate处理使刮食损伤降至24.64±0.38%（对照63.76±4.15%）。四臂嗅觉仪进一步证实该化合物在16μl-L浓度下可显著减少蓟马在处理臂的停留时间和进入次数（P<0.05）。
研究结论强调，Hex-3(Z)-enyl butyrate是跨越C. frutescens和C. chinense种质的共性抗化感物质（allelochemical），其驱避效应呈浓度依赖性。该发现突破了传统抗性育种依赖形态标记的局限，为分子标记辅助选择提供了新靶点。同时，该挥发物可作为行为调节剂用于害虫绿色防控，例如开发诱集器或结合Push-Pull策略。研究首次从代谢物维度揭示了辣椒对蓟马的多维防御网络，为解析复杂性状的生化基础提供了范式。
