【摘 要】
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脱落酸(Abscisic acid,ABA)是一种重要的植物内源激素,也是一种植物源生物化学农药,它在植物生长、发育及应对外界非生物胁迫、生物胁迫中发挥着重要作用。褐飞虱(Nilipavata lugens,BPH)是一种刺吸式口器害虫,吸食韧皮部汁液为害水稻。前期研究发现,外源ABA增加了水稻肼胝质沉积的面积,提高了对褐飞虱的抗性。前人研究表明ABA防御病菌机制之一是形成肼胝质,之二是参与茉莉酸
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脱落酸(Abscisic acid,ABA)是一种重要的植物内源激素,也是一种植物源生物化学农药,它在植物生长、发育及应对外界非生物胁迫、生物胁迫中发挥着重要作用。褐飞虱(Nilipavata lugens,BPH)是一种刺吸式口器害虫,吸食韧皮部汁液为害水稻。前期研究发现,外源ABA增加了水稻肼胝质沉积的面积,提高了对褐飞虱的抗性。前人研究表明ABA防御病菌机制之一是形成肼胝质,之二是参与茉莉酸(Jasmonicacid,JA)的生物合成,激活JA介导的抗病基因的表达,即与JA互作。褐飞虱不同于咀嚼式口器害虫,刺吸取食行为可能与病原菌侵染类似,ABA与JA可能互作抗褐飞虱。本文利用水稻osaba8ox3 T-DNA插入突变体验证ABA对水稻抗褐飞虱机制研究;并利用外源ABA和JA处理水稻及褐飞虱取食水稻后进行代谢组学分析,研究ABA和JA互作在水稻抗褐飞虱中的作用。实验结果如下:1.osaba8ox3突变体水稻对褐飞虱抗性研究OsABA8ox3是ABA水解酶的关键基因,该基因在控制水稻ABA含量及干旱胁迫方面发挥着重要作用,但未见水稻抗虫性方面的研究。osaba8ox3突变体与中花11野生型(WT)的表型差异明显;osaba8ox3突变体合成酶基因的表达显著高于WT,水解酶基因的表达显著低于WT;刺吸电位技术(EPG)分析表明,osaba8ox3突变体的刺吸韧皮部的持续时间(N4波)较WT显著减少,表明osaba8ox3突变体对褐飞虱的抗性显著增加;褐飞虱未取食时,osaba8ox3突变体的胼胝质沉积面积显著高于WT,褐飞虱取食后,osaba8ox3突变体与WT水稻胼胝质沉积面积均显著高于对照,OsABA8ox3基因在水稻对褐飞虱抗性中起到了重要作用。2.激素处理及褐飞虱取食水稻后的代谢组学比较研究ABA、JA处理引起水稻糖类、氨基酸含量显著降低;褐飞虱取食引起糖类和萜类含量显著升高、有机酸含量显著降低,这些代谢物均参与了水稻重要的代谢途径;JA处理、褐飞虱取食影响了水稻GABA旁路代谢;ABA、JA处理影响了水稻ABC转运蛋白途径;ABA处理、褐飞虱取食参与了水稻磷酸戊糖途径等。可见,ABA不仅间接参与了 JA抗褐飞虱途径,也直接参与了诱导抗虫。
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