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植物诱导抗虫反应产生的分子机理一直是植物分子生物学领域的研究热点之一。植食性昆虫为害能够引起植物体内大量基因转录水平的变化,暗示转录因子在其中发挥了重要作用；此外,大量研究表明乙烯信号途径参与调控植物的诱导抗虫反应。为此,本文以水稻ERF (ethylene responsive factor)转录因子OsERF3及乙烯合成相关的ACC合酶(1-amino-cyclopropane-1-carboxylic acid synthase, ACS)基因OsACS2为研究对象,对其在水稻诱导抗虫反应中的作用及调控机理进行了详细研究,主要结果如下：1) OsERF3定位于细胞核,机械损伤、二化螟(Chilo suppressalis, rice striped stem borer, SSB)及稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocis medinalis, rice leaf folder, LF)为害能够迅速诱导OsERF3基因表达,而褐飞虱(Nilaparvata lugens, rice brown planthopper, BPH)为害不诱导其表达,甚至有一定的抑制作用。利用农杆菌转化法,我们分别获得了OsERF3反义抑制及过量表达的水稻突变体植株。研究表明,OsERF3正调控2个MAPK基因OsMEK3, OsMPK3及2个WRKY转录因子OsWRKY53、OsWRKY70表达,并且正调控信号分子JA (jasmonic acid)、SA (salicylic acid)、乙烯的合成及胰蛋白酶抑制剂(trypsin protease inhibitors, TrypPIs)的产生。OsERF3正调控水稻对SSB的抗性,与野生型(wide type, WT)相比,取食反义品系后SSB幼虫生长加快,而过量品系则不利于SSB生长；SSB取食反义品系后植株提前死亡,过量品系则提高对SSB的耐害性。另一方面,OsERF3负调控水稻对BPH的抗性,反义品系降低了BPH雌成虫的取食、产卵选择性及初孵若虫存活率,过量品系则与之相反；进一步研究发现,OsERF3主要通过影响JA及H202合成分别调控水稻对SSB和BPH的抗性。综上所述,OsERF3是水稻诱导抗虫反应中的一个早期应答基因,位于信号途径的上游,在水稻防御不同取食习性昆虫为害中发挥了关键作用。2)机械损伤、SSB、LF及BPH为害能够迅速诱导OsACS2表达。反义抑制OsACS2表达减少SSB为害诱导的乙烯释放量、TrypPIs和挥发物含量,降低水稻对SSB的抗性；外源ACC (1-amino-cyclopropane-l-carboxylic acid)处理可以恢复水稻TrypPIs的合成及其对SSB的抗性。与此相反,反义抑制OsACS2降低BPH的取食和产卵选择性,而外源ACC处理后则可以恢复BPH对突变体的选择性。上述结果表明,OsACS2通过调控虫害诱导的乙烯合成影响水稻的直接防御和间接防御,从而对不同取食习性的昆虫产生不同的影响。