水稻是世界重要的禾谷类粮食作物之一，稻纵卷叶螟，褐飞虱等水稻专食性害虫以及斜纹夜蛾等杂食性害虫是影响水稻产量提高的重要因子。许多研究表明植物遭受虫害后启动体内的茉莉酸信号途径，诱导蛋白酶抑制剂合成，抗营养酶多酚氧化酶，以及过氧化物酶等的活性增强，抑制昆虫体内消化酶活性，降低昆虫对植物营养的利用；或降低植物的营养条件，直接影响昆虫的正常生长发育。水稻抗虫品种遭到虫害后会调节体内游离氨基酸的种类和含量，降低植食性昆虫正常发育所需的营养物质，但目前还没有研究报道水稻体内茉莉酸信号途径对水稻的营养物质是否有调控作用。OsCOI1基因是茉莉酸信号途径下游的基因，植物依赖茉莉酸信号途径调控的所有防御作用都必须经OsCOI1基因的响应才能被诱导。在双子叶植物中已经成功利用RNA干涉技术沉默COI1基因，研究茉莉酸信号途径参与虫害防御的重要调控作用，但目前对单子叶植物中COI1基因调控茉莉酸信号途径诱导防御机理的研究还很少。本研究以单子叶模式植物水稻(品种：石狩白毛)为植物材料，以专食性的稻纵卷叶螟和褐飞虱以及杂食性的斜纹夜蛾为害虫处理，利用RNA干涉技术构建OsCOI1基因沉默转基因水稻材料，研究水稻对不同口器虫害的化学防御作用以及其信号转导途径。 研究结果表明：咀嚼式口器的稻纵卷叶螟和斜纹夜蛾能强烈诱导野生型石狩白毛水稻叶片OsCOI1，OsBBPI基因的表达；多酚氧化酶(PPO)，过氧化物酶(POD)以及脂氧合酶(LOX)活性与对照不受虫害的水稻相比也显著增强。褐飞虱取食能诱导增强PPO，POD酶活性，但对OsCOI1，Os BBPI基因以及脂氧合酶(LOX)的诱导很微弱，与对照无虫害的水稻相比没有显著差异，说明茉莉酸信号途径在对咀嚼式害虫稻纵卷叶螟和斜纹夜蛾的诱导防御中起着重要作用，而对刺吸式害虫褐飞虱的诱导防御不起重要作用。OsCOI基因沉默水稻对虫害的抗性鉴定结果也表明：取食OsCOI1干涉水稻24 h后，稻纵卷叶螟的体重增量显著高于取食对照野生型水稻的，且稻纵卷叶螟24 h体重增量与OsCOI1基因的相对表达量之间呈显著负相关(R2=0.2317，P=0.032)，即随着OsCOI1基因表达量的下调，稻纵卷叶螟24 h体重增量显著增加；斜纹夜蛾取食OsCOI1干涉水稻和取食野生型水稻24 h后，体重都逐渐减轻，但取食OsCOI1干涉水稻的斜纹夜蛾的体重都是取食野生型水稻的1倍多。而褐飞虱雌成虫取食OsCOI1干涉水稻植株24 h后的蜜露量分泌量以及褐飞虱若虫取食OsCOI1干涉水稻5d后的存活率与取食对照野生型水稻植株的相比都没有显著差异。 不受虫害胁迫的情况下，Os COI1干涉转基因水稻和野生型水稻的叶片保护酶SOD，CAT，PPO以及抗虫酶LOX，POD酶活性没有显著差异，但当遭受稻纵卷叶螟和斜纹夜蛾取食危害24 h后，LOX酶活性都显著增强，野生型石狩白毛水稻正常启动体内茉莉酸信号途径，OsCOI1基因表达量显著上调，位于OscoI1下游受茉莉酸信号途径诱导的POD，PPO酶的活性也增强，合成蛋白酶抑制剂的关键基因OsBBPI的表达也显著上调；但是OsCOI1干涉水稻植株受稻纵卷叶螟或斜纹夜蛾取食危害时，位于OsCOI1基因上游的LOX酶的活性与受虫害的野生型水稻相比没有显著差异，而其下游，需要OsCOI1基因响应茉莉酸信号途径才能被诱导调控的POD，PPO酶活性以及OsBBPI基因的表达都明显低于受虫害的野生型水稻的，说明POD，PPO酶的活性以及OsBBPI基因的表达都因OsCOI1基因表达受阻而受到显著抑制，结果对虫害变得更加敏感。此外，本实验结果还表明野生型水稻受稻纵卷叶螟和斜纹夜蛾取食胁迫24 h后叶片总游离氨基酸含量都显著增加，OsCOI1干涉水稻植株受害后叶片总游离氨基酸的含量也显著增加，但是其含量却显著低于受害的野生型石狩白毛的叶片总游离氨基酸的含量。 综上，本实验结果说明水稻体内茉莉酸信号途径能被稻纵卷叶螟，斜纹夜蛾取食所启动，对咀嚼式口器害虫的防御起重要作用；而茉莉酸信号途径因不受褐飞虱强烈诱导，而对该种刺吸式害虫的防御不起重要作用。此外，本实验的研究结果显示水稻体内茉莉酸信号途径调控对虫害的防御作用并不仅局限于诱导合成各类次生代谢物质，更重要的是能够调控水稻体内物质和能量的重新分配和利用，揭示了水稻OsCOI1基因在茉莉酸信号途径诱导防御虫害过程中的重要生理生态学功能，为更好利用水稻化学防御控制害虫提供了一定理论依据。