青岛农业大学植物医学学院王杏杏科研团队在TOP期刊发表科研成果:光谱组成对豌豆蚜的寄主定位、植株滞留及取食行为存在差异化调控

“Spectral composition differentially drives host location, plant residency, and feeding states in the pea aphid, Acyrthosiphon pisum”文章发表在《Insect Science》。光谱组成对豌豆蚜的寄主定位、植株滞留和取食行为存在差异化调控：绿黄波段光显著提升其寄主定位效率，是其寻找寄主的关键视觉信号；紫外/紫等短波段光会诱导豌豆蚜产生高植株滞留率的“避护”行为，却大幅抑制其取食活动，且该行为差异与单胺类神经递质合成基因的表达调控相关，这为基于光学手段的蚜虫虫害防控提供了理论依据。

研究背景

光信号是昆虫导航和取食的重要依据，蚜虫视觉系统对光谱的响应直接影响其寄主定位和迁飞扩散，黄板诱杀也已成为蚜虫监测和防控的常用手段。现有研究多聚焦有翅蚜远距离寄主定位的视觉响应，而无翅蚜短距离微生境选择中光谱信号的作用、触发寄主定位的光谱是否同样维持其取食，以及相关生理调控机制仍不清楚。为此，本研究以无翅豌豆蚜为对象，探究窄波段光对其寄主定位、植株滞留和取食的差异化影响，并解析单胺类神经递质合成基因的表达变化。

实验方法

以红色型无翅成年豌豆蚜和蚕豆为实验材料，设置紫外、紫、蓝、绿、黄橙、红6种窄波段LED光，以全光谱白光为正对照、黑暗为负对照，在密闭黑箱中开展系列实验：通过轨迹追踪分析蚜虫15分钟寄主定位成功率和潜伏期；统计30分钟植株滞留率及滞留位置偏好；经6小时连续追踪测定蚜虫运动距离，通过蜂蜜dew葡萄糖浓度量化取食活性；利用RT-qPCR检测蚜虫头部多巴胺、章鱼胺、血清素合成关键基因（TH、TBH、TPH）的表达水平，并通过ANOVA进行统计分析。

核心结果

绿、黄橙光下豌豆蚜寄主定位成功率近50%，潜伏期最短，表现出定向寄主的运动模式；紫外/紫光下蚜虫定位成功率仅约10%，运动轨迹曲折。紫外/紫光下蚜虫植株滞留率最高，且超80%选择叶片背光面，但其6小时运动距离最长、蜂蜜dew葡萄糖浓度最低，取食活动显著受抑；绿、黄橙、红光下滞留率约50%-60%，蚜虫多选择向光面，取食活性与白光对照相近。基因表达上，紫外光显著上调TH基因，绿黄/白光显著上调TPH基因，黄/白光则显著下调TBH基因。

研究结论

豌豆蚜的视觉响应存在光谱功能二分性，绿黄波段是其识别寄主的关键导航信号，而紫外/紫短波段作为环境胁迫信号，诱导蚜虫产生以植株为物理屏障的“避护型滞留”，而非取食驱动的定居。光谱通过调控单胺类神经递质合成基因表达影响蚜虫行为，其中TH基因上调或与蚜虫的紫外胁迫响应和表皮黑色素化相关。该研究揭示了蚜虫视觉生态的复杂性，提示光学防控策略可突破单纯诱杀，通过调控光环境干扰蚜虫的定居和取食行为，为研发新型蚜虫防控技术提供了新方向。

原文链接：

https://doi.org/10.1111/1744-7917.70260