张玉叶，陈志丹，孙威江*，曹士先，陈家雅

1. 福建农林大学 园艺学院/福建省茶产业工程技术研究中心，福建 福州 350002；2. 福建农林大学安溪茶学院/福建省茶产业技术开发基地，福建 泉州 362400；3. 武夷星茶业有限公司，福建 武夷山 354301；4. 六妙白茶股份有限公司，福建 宁德 355200

小贯小绿叶蝉（Empoasca(Matsumurasca)onukii Matsuda）是茶园中的主要害虫，以茶树嫩梢的汁液为食，其刺吸行为造成茶树新梢叶脉红变与叶缘卷曲，严重时导致芽叶褐变及枯焦，甚至使新叶脱落，严重影响茶叶的产量和质量[1-4]。小贯小绿叶蝉依靠雌虫将卵产于嫩梢的叶脉或叶肉组织中繁殖后代，且世代更替快及发育不一致，农药喷洒防治效果欠佳[5]，加之其耐药性的增强[4]，因此茶树本身对小贯小绿叶蝉的抗性显得尤为重要。通常所说的抗虫性是指遗传抗虫性[6]，指植物在进化过程中具有的某些物理或生化特性对害虫的选择、取食和生长具有抑制作用，这种抗性可以遗传给下一代[7-9]。育种工作者可以通过选育对小贯小绿叶蝉具有抗性的茶树品种来实现对小贯小绿叶蝉虫害的控制[5]。可见，茶树抗小贯小绿叶蝉新品种的选育以及关于其抗性机制的研究对茶树育种工作具有重要意义。

1 抗小贯小绿叶蝉茶树种质资源筛选

利用植物品种的抗虫性选育抗虫品种是防治害虫的重要研究方向[10-14]。茶树抗小贯小绿叶蝉种质的筛选主要是通过田间虫卵量监测与刺探电位图谱（electrical penetration graph，EPG）技术等实现的。其中，EPG技术在单位时间内刺吸式昆虫的刺探次数与真正的取食时长呈负相关，即刺探次数越多取食时间越短，被危害植物的抗虫性越强[15]。目前相关领域的工作者使用不同的方法筛选出了许多抗小贯小绿叶蝉茶树种质（表1）。

表1 抗小贯小绿叶蝉种质的筛选Table 1 Screening of germplasm resources of tea plant resistant to Empoasca onukii Matsuda

2 茶树形态学特征与抗小贯小绿叶蝉的相关性

茶树的形态学特征影响小贯小绿叶蝉的取食选择，主要反映在树体的表面结构[7]，已研究的与茶树小贯小绿叶蝉抗性相关的形态结构主要有发芽迟早、芽叶颜色、叶片解剖结构及茸毛密度等。

2.1 发芽迟早

研究表明，发芽早的茶树品种更易遭受小贯小绿叶蝉的危害；此外，茶树一芽三叶的长度越长，叶背越卷，则越易增加小贯小绿叶蝉的发生量[25]。小贯小绿叶蝉的虫口密度与茶树新梢持嫩性呈显著正相关（r = 0.4626），但与茶树发芽期的相关系数低（r = 0.1200）；由于小贯小绿叶蝉是刺吸式昆虫，持嫩性强的新梢更易刺入，因此更易成为小贯小绿叶蝉的取食选择[26]。小贯小绿叶蝉喜欢取食茶树嫩叶，理论上来说茶树的发芽迟早与是否容易遭受小贯小绿叶蝉危害存在相关性，但目前为止相关的研究较少，后续可多注重此领域研究。

2.2 芽叶颜色

茶树新梢黄绿色比深色更易吸引小贯小绿叶蝉，因为黄绿色比深色更显眼，更易遭受小贯小绿叶蝉危害，茶树新梢颜色与虫口密度的相关系数接近显著水平（r = 0.568 2）[26]。感虫品种普遍呈现黄绿色到绿色，而抗虫品种呈现暗绿色，即抗虫品种的叶色比感虫品种深[31]。但也有研究认为茶树品种的芽叶色泽与小贯小绿叶蝉的发生量没有明显关系[25]。后续可系统、深入开展研究。

2.3 叶片结构

茶树的叶片结构与抗小贯小绿叶蝉能力存在相关性。对不同品种茶树的嫩茎与嫩叶进行显微切片观察，随着嫩叶栅状组织细胞厚度和嫩茎皮层厚角细胞厚度的增加，茶树受小贯小绿叶蝉的危害程度减轻，呈极显著相关，推测细胞厚度增加不利于小贯小绿叶蝉的取食与产卵，从而表现出抗虫性[25]。小贯小绿叶蝉的虫口密度与叶片栅栏组织、海绵组织厚度、下表皮厚度、主脉下方表皮层厚度、主脉下方厚角组织层数、主脉下方厚角组织厚度呈极显著负相关；茶树叶片表皮越厚，叶质越硬，则抗小贯小绿叶蝉能力越强[26-27]。小贯小绿叶蝉的虫口密度与茶树叶片的下表皮角质层和栅栏组织厚度之间存在显著负相关，这可以解释为小贯小绿叶蝉的取食方式是口针从下表皮细胞穿过到达叶肉组织，下表皮角质层与栅栏组织的厚度对小贯小绿叶蝉的取食造成机械障碍，影响小贯小绿叶蝉刺探叶肉组织吮吸叶片汁液，从而表现为抗虫性[28,31]。抗性品种的叶片较厚，角质化程度高，上表皮细胞数量较多[20]。

2.4 叶片茸毛

一些茶树品种茸毛较密，能够减轻小贯小绿叶蝉的危害，因为叶片表面的毛状物会限制小贯小绿叶蝉的口针到达茶树组织[28]。通过对比8个茶树品种叶片的茸毛长度和密度，发现所有抗虫茶树品种的茸毛长度和密度都高于感虫茶树品种并且差异显著，其中茸毛密度的差异尤其显著，抗虫品种的茸毛密度是感虫品种的4 ～ 12倍[31]；而张贻礼等的研究指出芽叶茸毛的多少与被害指数关系密切，相关系数为0.68，达到显著水平，茸毛多的芽叶叶片和皮层都较薄，易被小贯小绿叶蝉取食[26]，二者研究结果不一致可能是由于研究方法不同。茶树叶片的茸毛长度和密度会影响小贯小绿叶蝉的取食，但茸毛密度与叶片厚度是否存在相关性，有待进一步研究。

3 茶树生化成分与抗小贯小绿叶蝉的相关性

3.1 主要品质成分

研究表明，小贯小绿叶蝉的虫口密度与咖啡碱的含量呈显著负相关（r = -0.9131）[26]或几乎达到显著水平的负相关（r = -0.8434）[28]，可能与咖啡碱含量高的叶片皮层组织较厚不易取食有关，也可能与咖啡碱味苦有关；或是不同茶树种质上小贯小绿叶蝉的新梢着卵量与咖啡碱有一定关联但未达到显著水平的负相关[21]，推测小贯小绿叶蝉取食了含有咖啡碱的汁液后过度兴奋从而抑制其之后的取食行为[28]。不同茶树种质新梢小贯小绿叶蝉的着卵量与GC（没食子儿茶素）含量有显著的负相关，与GCG（没食子儿茶素没食子酸酯）含量有一定程度但未达到显著水平的负相关[21]。将EPG指标与茶树理化成分进行关联分析，抗性品种的儿茶素总量高于感性品种[22]。抗虫品种的EC（表儿茶素）含量略高于感虫品种[30]。小贯小绿叶蝉的虫口密度与游离氨基酸含量呈显著正相关（r = 0.9735），这可以解释为游离氨基酸含量高的茶树叶片相对较嫩，符合小贯小绿叶蝉的取食选择[28]。抗虫茶树品种的茶多酚含量普遍低于感虫品种并且达到显著水平，但通过人工配制小贯小绿叶蝉饲料，在某一时期内随着茶多酚浓度的递增小贯小绿叶蝉的成活率一致递减；抗虫品种的γ-氨基丁酸的含量普遍大于感虫品种，且达到显著水平；感虫品种的绿原酸含量大于所有抗虫品种，且差异显著[30]。小贯小绿叶蝉虫口密度与可溶性蛋白质的含量呈负相关（r = -0.789 1），接近显著水平，可能是由于可溶性蛋白质的含量越高则新梢颜色越深、叶片皮层组织越厚，不易成为小贯小绿叶蝉的取食选择[26]。

茶树叶片中的品质成分在抗虫和感虫品种中存在差异性，但前人的研究没有在结果上取得一致性，这可能是由于试验方法或者试验条件的不同产生一定程度的差异，后续可在此基础上进行更深层次的研究。

3.2 挥发性物质

植食性昆虫选择寄主植物会经过远距离定向、降落和决定是否取食三个阶段[32]，其中取食与否取决于植物提供给昆虫的视觉信息和虫类的生理状况（是否饥饿及性成熟度等）[33]，也与昆虫中枢神经系统中所存储的经验相关[34]；但相比之下，昆虫是否取食的重要影响因素来自触觉、味觉、嗅觉和视觉[35]。小贯小绿叶蝉作为植食性昆虫，取食选择受茶树挥发性成分的影响。

3.2.1 茶树虫害发生前后的挥发物差异

大量研究表明，茶树在虫害发生前后的挥发性物质会发生改变，有些是原有挥发物的含量发生变化，有些是在茶树遭受危害后产生的新物质。虫害发生前后茶树的挥发物均有较大差异[36]，铁观音和肉桂在健康茶梢上的挥发物组分和各组分的含量都存在差异，其中铁观音健康茶梢中的特有物质是芳樟醇，肉桂健康茶梢的特有物质是雪松醇、乙酸辛酯、十三（碳）烷和十六烷；在受到小贯小绿叶蝉危害4 h和8 h时，两个茶树品种的芳樟醇、α-法呢烯、β-月桂烯、β-罗勒烯与反-β-罗勒烯的含量较健康茶树分别增加1.49 ～ 41.22倍；而在健康茶梢中，除芳樟醇以外的其余四种成分在铁观音茶树中的含量远远大于肉桂，推测这些物质和茶树的抗虫性相关[47]。对小贯小绿叶蝉咬食前后的金萱鲜叶和加工后红茶的挥发性成分进行分析，醛类和醇类的挥发性物质在受到危害后都有所降低，芳香醇、脂肪醇、脂肪酮、萜酮、脂类和烷类物质的含量都有所增加[37]。测定小贯小绿叶蝉不同危害程度的金萱和福云6号茶树的挥发性成分，随着危害程度的增加，烯、醇及总芳香物质的种类增加，烷的含量减少[38]。小贯小绿叶蝉危害诱导正辛醇、芳樟醇、反-β-罗勒烯、反-β-法尼烯、吲哚、苯甲醛及水杨酸甲酯等引诱天敌的物质含量上升[41]。采用GC-MS法对中国台湾、印度及日本收集来的茶小绿叶蝉危害的茶树新梢进行检测，发现被危害后的茶树新梢中具有2,6-二甲基-3,7-辛二烯-2,6-二醇这一特殊香气化合物[39]。GC-MS分析鉴定出的30多种挥发性物质中烯烃类含量最高；健康茶梢和危害后的茶梢有13种共有组分，这些组分在受到小贯小绿叶蝉危害后含量全部上升，其中乙酸叶醇酯和顺-β-罗勒烯的含量分别是健康茶树新梢中的12.90倍与142.27倍；受到危害后的茶树新梢新出现了12种组分，含量最高的是紫苏烯[44]。TMTT（4,8,12-三甲基-1,3,7,11-十三碳四烯）是仅可被小贯小绿叶蝉成虫危害后诱导茶树新梢产生的挥发性物质；无论被低密度还是高密度的小贯小绿叶蝉危害，茶树新梢挥发物的主要成分都是DMNT（反-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯）、(反,反)-α-法呢烯和反-β-罗勒烯[40]。被小贯小绿叶蝉危害后的茶树新梢中检测到丰富的α-法呢烯、苯甲醛、反-2-己烯醛和水杨酸甲酯，这四种成分在健康茶梢和被害茶梢中的含量分别为8.3%和11.8%；同时，这四种成分能够显著引诱天敌微小裂骨缨小蜂[43]。小贯小绿叶蝉为害之后苯甲醛、α-法呢烯和反-2-己烯醛的含量显著增加[45]。小贯小绿叶蝉的咬食可以显著诱导茶树鲜叶中芳樟醇的释放[46]。

3.2.2 茶树驱避小贯小绿叶蝉的挥发性物质

茶树在受到小贯小绿叶蝉危害前后都有可能释放出趋避虫害的物质，可应用到控制有关虫害的茶园管理中。茶树新梢挥发出的芳樟醇对小贯小绿叶蝉具有引诱作用，小贯小绿叶蝉-茶树取食复合体产生的2,6-二甲基-3,7-辛二烯-2,6-二醇可轻微驱避小贯小绿叶蝉[42]。Cai等[48]研究了小贯小绿叶蝉成虫对葡萄、桃、茶树幼苗的气味反应，发现成虫相比茶树更喜欢葡萄的气味，并指出在茶园内使用桃和葡萄的气味来监测和管理小贯小绿叶蝉的可能性。绿叶挥发物顺-3-己烯醇，特别是顺-3-己烯基醋酸酯，为小贯小绿叶蝉提供了合理区分抗性和感性品种的机制[49]。在茶园中使用缓释瓶释放挥发性物质二硫化二甲基（DMDS）、1,8-桉叶素和烯丙基甲基硫化物对小绿叶蝉成虫有明显的趋避作用[50]。模拟鲜叶挥发性化合物对小贯小绿叶蝉的吸引力，顺-3-混合己烯-1-醇、顺-3-乙酸己烯酯和芳樟醇，质量比为0.6∶23∶12.6，可作为茶园中的吸引剂[51]。但田间背景气味可以破坏基于植物挥发物的吸引剂对小贯小绿叶蝉的吸引力[52]。不同茶树品种的挥发物种类、浓度和比例不同，会导致吸引或者驱避害虫的结果[53-54]。

综上，前人对于抗虫挥发性成分的主要分析方法为SDE法分离提取挥发性物质与GC-MS分析比较，与抗虫相关的挥发性成分为芳樟醇、α-法呢烯、β-罗勒烯和水杨酸甲酯等。α-法呢烯主要是在被危害后的茶树叶片中挥发出来[50]，不是从植物的烯萜库中来，而是由茉莉酸甲酯激发释放的[55-56]。β-罗勒烯和α-法呢烯会参与邻近茶树之间的信号通讯，并可以通过茉莉酸诱导产生[57]。

4 展望

已开展的茶树抗小贯小绿叶蝉抗性相关研究鉴定显示，不同茶树种质之间存在抗性差异，筛选抗虫品种对育种工作具有重要意义[20]，选用抗性品种控制虫害能够从根本上减少化学防控带来的环境危害。在与茶树小贯小绿叶蝉抗性相关的指标研究方面，无论是茶树形态与抗虫相关性，还是品质成分相关性的研究，虽已研究鉴定一些相关性的指标成分，但主要研究结果并未显示较高的一致性，可能是因为目前关于“抗小贯小绿叶蝉”并未有科学统一的对照指标体系，抗与感都是相对而言，且各个研究材料的地域与季节差异较大，很难做出客观比较[58-64]；在后续的研究中，围绕抗性研究进行关键指标筛选鉴定，建立一个科学的指标体系具有重大意义。植物挥发物对驱避害虫起到了不可忽视的作用[65-67]，确定茶树抗小贯小绿叶蝉挥发性组分，确定其最佳抗性浓度或比例，并将之有效地运用到茶园管理中，可有效减少环境危害。目前，茶树小绿叶蝉抗性机理研究还不够深入，但随着研究技术的进步，关于茶树抗小贯小绿叶蝉的研究可以延伸到分子生物学水平，将茶树的形态学特征、理化特征鉴定与现代基因组学相结合，更加系统深入地对茶树小贯小绿叶蝉抗性机理及调控机制开展研究，从而为抗性鉴定和抗性品种选育提供更科学实用的参考。