水稻作为中国重要的粮食作物之一,其产量对国家的粮食安全有重大意义。在水稻生产过程中,主要受到二化螟、稻纵卷叶螟、褐飞虱等害虫的危害,而目前对水稻害虫的防治主要依赖化学农药。在长期不科学的使用农药后,导致害虫对化学药剂的敏感度降低、环境污染和稻谷中农残留等问题。因此,寻找高效、安全、对水稻害虫有针对性的防治措施是当前亟待解决的问题。植物基因工程为水稻害虫的综合防治提供了一条新的途径。已有研究表明:RIP1和RIP2基因在玉米中表现出抑制害虫取食消化的作用,Toxin基因具有使核糖体钝化的作用,但对于这些基因在水稻中的抗性作用还未见报道。因此,本研究通过NCBI数据库查找比对,发现水稻中存在RIP1、RIP2和Toxin基因,但还不明确这些基因在水稻中是否也具有抗虫作用。为此,我们开展了一系列实验,主要研究结果总结如下:1.RIP和Toxin基因在不同水稻品种中的表达量利用荧光定量PCR(Real-Time PCR)测定10种不同水稻品种(TN1、秀水134、浙粳99、中早39、金早47、中浙优8号、Y两优689、甬优12号、甬优15和甬优1540)分蘖期叶片中RIP1、RIP2、Toxin基因表达水平。测定结果显示,RIP1、RIP2和Toxin基因在中浙优8号水稻中的表达量均高于其余9个水稻品种。2.RIP和Toxin基因在水稻不同生育期的表达量测定水稻不同生育期内(苗期、分蘖期和乳熟期)叶片和茎秆中三种基因的表达水平。结果显示,三种基因在水稻苗期的表达量均呈较低水平。RIPI基因和Toxin基因在分蘖期的表达量高于乳熟期,RIP2基因在分蘖期和乳熟期均有表达,乳熟期的基因表达量略高于分蘖期。三种基因在水稻同一生育期内,叶片中基因的表达量高于茎秆中,这与相关蛋白的位置分布有一定关系,具体的缘由还需详尽的实验和观察。3.稻纵卷叶螟取食水稻后RIP和Toxin基因表达量稻纵卷叶螟危害水稻叶片1d、3d、5d后测定水稻叶片和茎秆中三种基因的表达变化。结果表明,RIP1基因在中浙优8号叶片中的表达量随时间推移上调;RIP2基因在叶片和茎秆中的表达量均上调;Toxin基因在5 d茎秆中的表达量最高。4.二化螟取食水稻后RIP和Toxin基因表达量二化螟危害水稻叶片1 d、3 d、5 d后测定水稻叶片和茎秆中三种基因的表达变化。RIP1基因在中浙优8号水稻茎秆中的表达量随时间推移下调;RIP2基因在在茎秆中的表达量随时间推移下调,叶片中的表达量随时间推移上调;Toxin基因在茎秆中的表达量随时间推移上调,在所测定时间内5 d叶片中的表达量高于1 d和3 d。5.褐飞虱取食水稻后RIP和Toxin基因表达量褐飞虱危害后,三种基因在中浙优8号茎秆中的表达量均随时间推移而下调;RIP1基因和Toxin基因在5d叶片中的表达量高于1 d和3d,RIP2基因在叶片中的表达水平随时间推移而下调。综合比较比三种害虫取食水稻后RIP和Toxin基因表达变化可知:稻纵卷叶螟和二化螟二者幼虫同为咀嚼式口器,但二者的危害部位不同(稻纵卷叶螟取食叶片,二化螟取食茎秆)导致幼虫取食危害水稻后目的基因的表达有一定差异。二化螟和褐飞虱两种害虫均能危害水稻茎秆部位,且两种昆虫的口器不同(二化螟幼虫咀嚼式,褐飞虱刺吸式),但均可导致RIP基因均随时间变化而下调,而Toxin基因在茎秆中的表达量有所差异,具体的差异原因和作用机制还有待进一步分析研究。这些结果可为以后的抗性水稻培育提供理论依据。