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Bt(Bacillus thuringiensis)玉米(Zea mays L.)是全球商品化程度最快的抗虫转基因作物之一，协调利用其内在防御机制和人工导入抗性是目标害虫抗性风险综合管理和第2代抗虫转基因作物培育的主要策略之一。本文采用基因表达分析、化学物质分析和ELISA蛋白定量方法，研究机械损伤、玉米螟取食和茉莉酸诱导对Bt玉米5422Bt1、5422CBCL及其同源常规玉米5422化学防御作用的影响，揭示Bt玉米品种人工导入抗性与自身诱导防御机制的互作关系，旨在为全面利用植物自身抗性与导入抗性，更好开展Bt作物抗性综合管理提供科学依据。主要研究结果如下：
(1)与常规玉米相比，Bt基因的导入使5422Bt1自身的化学防御反应减弱，而使5422CBCL的化学防御反应增强。5422Bt1第一叶、第二叶丁布和第一叶总酚含量均低于5422，根中MPI基因的表达低于5422；而5422CBCL第二叶的丁布和总酚含量高于5422，第一叶和根中MPI、PR-2a以及第二叶MPI基因的表达均高于5422。
(2)机械损伤对Bt玉米化学防御的诱导作用强于常规玉米，对5422Bt1根中与防御相关基因表达的诱导作用强于5422CBCL。机械损伤使5422第二叶丁布含量增加，根中丁布含量降低，能增加5422Bt1第二叶的丁布含量和5422CBCL根中的总酚含量；可诱导5422Bt1第二叶Bx6、PR-2a和根中Bx6、Bx9、MPI、PR-2口基因的表达，也可诱导5422CBCL第二叶Bx9、PR-2口和根中Bx6、MPI基因的表达，却对5422第二叶Bx6、Bx9、MPI、PR-2a和根中MPI、PR-2a基因的表达没有影响。
(3)虫害处理对Bt玉米第二叶的诱导作用明显强于常规玉米，但在根中则相反，且对5422Btl根中防御基因表达的诱导作用弱于5422CBCL。虫害对5422Bt1和5422CBCL第二叶中PAL、MPI、PR-2a、TPS基因的表达均有诱导作用，但只能诱导5422第二叶中MPI、PR-2a基因的表达。而在根中，虫害能诱导5422 Bx6、Bx9、PAL、MPI、PR-2a、FPS和TPS基因的表达，也能诱导5422CBCK Bx6，Bx9、PAL、PR-2a、TPS基因的表达，只对5422Bt1 Bx9，PAL、TPS基因的表达有诱导作用。
(4)茉莉酸处理对Bt玉米化学防御反应的诱导作用明显强于常规玉米，对5422Bt1防御基因表达的诱导作用弱于5422CBCL。茉莉酸处理能增加5422第一叶总酚含量，降低根中丁布和总酚含量，诱导5422第一叶中Bx9、PAL、PR-2a、FPS和TPS以及第二叶中Bx6、PR-2a、TPS基因的表达，使根中PAL，基因表达下调；诱导5422Bt1第一叶Bx9、PAL、FPS和TPS、第二叶中Bx9、MPI、PR-2a、TPS以及根中Bx6、PAL、MPI基因的表达；降低5422CBCL第二叶的丁布含量，使第二叶和根中的总酚含量增加，对5422CBCL除了能诱导与5422Btl同一部位相同防御基因外，还可以诱导其第一叶中PR-2a、第二叶中Bx6和PAL、根中Bx1、Bx9、PR-2a和FPS基因的表达。
(5)茉莉酸处理对Bt玉米及其常规玉米相同部位个别基因表达的诱导是通过不同途径起作用的。通过茉莉酸抑制剂预先处理的对比研究表明，茉莉酸是通过激活体内自身合成来诱导5422第二叶PR-2a基因的表达，而在5422Bt1中则是通过细胞膜直接起作用；对第一叶FPS基因表达的诱导，在5422中是通过细胞膜直接起作用，而在5422Bt1中则是通过激活茉莉酸自身合成起作用的。茉莉酸对第一叶PAL基因表达的诱导，在5422中通过激活自身合成起作用，而在5422CBCL中则是通过细胞膜直接起作用的。
(6)机械损伤、茉莉酸处理对Bt玉米5422Bt1和5422CBCL的Bt蛋白含量均没有显著影响，但虫害能显著增加5422CBCL根中Bt蛋白的含量。
本试验证实了Bt玉米的诱导防御反应过程中，人工导入抗性(Bt基因)与自身抗性具有协同效应，这将为利用外源物质诱导Bt作物自身抗性提供理论基础。