OsRCI-1調(diào)控水稻對二化螟與褐飛虱的誘導(dǎo)防御反應(yīng).pdf

1、水稻是世界重要的糧食作物，也是重要的單子葉模式植物。每年由蟲害引起的水稻產(chǎn)量損失達20％，嚴(yán)重威脅我國的水稻產(chǎn)量。本文以水稻及其害蟲——二化螟（Chilo suppressalia）與褐飛虱(Nilaparvata lugens St(a)l)為研究系統(tǒng)，應(yīng)用分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、昆蟲行為學(xué)等分析方法，通過構(gòu)建OsRCI-1基因過量表達及RNAi抑制功能缺損突變體，從反向遺傳學(xué)角度，研究水稻脂氧合酶基因OsRCI-1在水稻蟲害誘導(dǎo)防御反應(yīng)

2、中的作用機理。主要結(jié)果如下:
　　(1)水稻脂氧合酶基因OsRCI-1是蟲害信號后期應(yīng)答基因:處理組與對照組相比，二化螟(striped stem borer，SSB)取食2h內(nèi)水稻中OsRCI-1表達豐度彼此間沒有差異;取食4-24h后，SSB處理水稻中OsRCI-1基因的mRNA水平顯著積累;
　　(2) OsRCI-1基因參與水稻內(nèi)源茉莉酸(jasmonates，JA)和綠葉性氣味(green leaves volat

3、iles，GLVs)合成:SSB取食危害后3h時，OsRCI-1基因RNAi抑制品系的JA含量總體都比野生型高;過量表達OsRCI-1品系釋放的GLVs(特別是cis-3-hexenal)明顯高于同樣處理的野生型水稻的釋放量;
　　(3) OsRCI-1基因參與水稻對咀嚼式口器昆蟲(SSB)的誘導(dǎo)防御反應(yīng):生測結(jié)果表明，在RNAi抑制品系或過量表達OsRCI-1水稻取食的二化螟體重都顯著大于以野生型WT為食的SSB體重;RNAi抑

4、制OsRCI-1降低了水稻對SSB的抗性，與RNAi抑制水稻品系體內(nèi)胰蛋白酶抑制劑(trypsin proteinase inhibitors，TrypPIs)含量顯著降低有關(guān)。
　　(4) OsRCI-1正調(diào)控水稻對刺吸式口器昆蟲（褐飛虱）的誘導(dǎo)防御反應(yīng):取食和產(chǎn)卵選擇性實驗表明，褐飛虱(brown planthopper，BPH)雌成蟲顯著趨向于在野生型XS11上取食和產(chǎn)卵;取食過量表達OsRCI-1基因水稻突變體的BPH雌若

5、蟲發(fā)育歷期顯著延長、初孵成蟲（雌、雄）體重顯著降低。此外，單雌產(chǎn)卵量也顯著減少。田間試驗表明，過量表達OsRCI-1基因水稻突變體BPH卵的寄生率顯著高于野生型上卵的寄生率。
　　(5) OsRCI-1在水稻不同品種中存在遺傳多態(tài)性:利用RT-PCR克隆了TN1、Mudgo、IR26等水稻品種的OsRCI-1全編碼序列，多序列聯(lián)配等生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)抗褐飛虱水稻品種(含Bph1)OsRCI-1的基因型為都為PRRHAAV型，而感蟲