水稻應對褐飛虱產(chǎn)卵的防御反應.pdf

1、褐飛虱Nilaparvata lugens（Stal）是我國最主要的水稻害蟲，嚴重影響水稻產(chǎn)量。褐飛虱將卵產(chǎn)在水稻的葉鞘組織內(nèi)，產(chǎn)卵器不僅傷害了水稻組織，而且將卵留在水稻組織內(nèi)，導致水稻產(chǎn)生一系列的防御反應。本文以褐飛虱產(chǎn)卵刺激為切入點，利用氣相色譜（GC），熒光定量PCR以及cDNA—AFLP技術(shù)從水稻防御基因表達，物質(zhì)含量變化，以及防御途徑的激活等幾個方面進行研究，以期深入了解究褐飛虱產(chǎn)卵誘導的水稻防御反應。 1）褐飛虱產(chǎn)卵

2、誘導水稻防御相關(guān)基因的表達 褐飛虱產(chǎn)卵為害啟動了包括水楊酸（SA）、一氧化氮（NO），乙烯（ET）和過氧化氫（H2O2）等在內(nèi)的水稻信號物質(zhì)合成途徑，誘導了水楊酸合成關(guān)鍵酶（PAL），NO合成關(guān)鍵酶（NR），乙烯合成酶（AO），H2O2合成關(guān)鍵酶（POX）的上調(diào)表達。但是不啟動茉莉酸合成途徑，其對茉莉酸合成途徑的第一個關(guān)鍵酶（LOX）及茉莉酸合成關(guān)鍵酶（AOS）的表達無誘導表達作用。 褐飛虱產(chǎn)卵為害啟動了萜烯類揮發(fā)物的合

3、成途徑，誘導萜烯類物質(zhì)倍半萜合成關(guān)鍵酶（FPS），單萜合成酶（GDS）和二萜合成酶（GGDS）等基因的表達，同時，飛虱產(chǎn)卵為害能誘導水稻直接防御相關(guān)物質(zhì)蛋白酶抑制劑以及病程相關(guān)蛋白的關(guān)鍵合成基因表達量的上升。 2）褐飛虱產(chǎn)卵誘導水稻防御相關(guān)物質(zhì)含量的增加 褐飛虱產(chǎn)卵處理對水稻一氧化氮（NO）信號傳導物質(zhì)及直接防御物質(zhì)有誘導作用。水稻蛋白酶抑制劑（PI）的含量和一氧化氮（NO）的含量都呈先上升后下降的趨勢。蛋白酶抑制劑（P

4、I）與一氧化氮（NO）的含量都在產(chǎn)卵處理后12h達最大值，與對照差異顯著，隨后逐漸下降；產(chǎn)卵處理誘導的PI的含量最大值低于取食處理的誘導量而產(chǎn)卵與取食處理誘導的一氧化氮。與取食危害相似，褐飛虱產(chǎn)卵為對水稻的揮發(fā)物有的誘導作用。 4）褐飛虱產(chǎn)卵為害激活水稻的不同防御途徑 利用cDNA—AFLP技術(shù)篩選對照與褐飛虱產(chǎn)卵處理水稻植株中的差異基因片段，共得到21個差異片段，經(jīng)初步分析鑒定了其中的16個：10個屬于水稻不同信號傳導

5、途徑基因，3個屬于看家基因，3個屬于維持細胞功能的基因。 褐飛虱產(chǎn)卵為害對水稻的防御途徑有誘導作用，能誘導相關(guān)防御基因的上調(diào)表達，刺激水稻釋放防御相關(guān)的揮發(fā)性物質(zhì)以及影響防御物質(zhì)的含量，并且很有可能是激活水稻的水楊酸途徑。但是，褐飛虱產(chǎn)卵與取食對防御基因及防御物質(zhì)含量的誘導作用存在差異：產(chǎn)卵處理對各防御基因的誘導作用弱于取食處理，并且產(chǎn)卵處理對防御物質(zhì)含量的誘導要晚于取食處理。以上研究結(jié)果不僅為研究水稻應對褐飛虱產(chǎn)卵為害的分子反