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大豆蚜虫是危害大豆生产安全的重要害虫之一,夏寄主主要为栽培及野生大豆。生产上防治大豆蚜虫主要使用杀虫剂,危害农田生态环境,也易导致蚜虫耐药性的发生。我国是大豆蚜虫的发源地之一,北美已经鉴定了4个蚜虫生物型,但国内缺少这方面的研究。抗蚜大豆新品种的培育必需首先明确各地蚜虫的生物型。本研究为明确对上海大豆蚜虫具有抗性的大豆资源P746在抗蚜育种中的应用价值,利用11份国内外大豆资源,通过2年的选择性和非选择性实验,对长春、济南、上海和贵阳4地大豆蚜虫进行生物型分化的研究,鉴定结果表明,4地蚜虫在6个抗性资源上的抗虫谱都不同,属于不同的生物型,将其命名为CB1-CB4(CB:China Biotype),并建立一套鉴别寄主。同时,发现P746对长春和济南的大豆蚜虫也具有抗生性抗性,表明P746是具有广谱抗性的新抗源,最有潜力用于培育适宜在多地区种植的抗蚜大豆新品种。在前期分子标记的基础上,通过对P746中的3个丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因的蚜虫诱导表达分析,发现其中的Gm13g40530基因的表达量最高,属于诱导表达型基因,将其命名为Gm STPK1(Glycine max Serine/Threonine Protein Kinase 1),并克隆到该基因的完整开放阅读框,属于NBS-LRR(Nucleotide Binding Site-Lecine Rich Repeat)类抗性基因,氨基酸序列中含有一个与伴刀豆球蛋白A类似的凝集素/葡聚糖酶的功能域,1个丝氨酸-苏氨酸/酪氨酸蛋白激酶催化域及1个ATP结合位点,与菜豆的亲缘关系最近。该基因编码的蛋白定位于膜系统上。将该基因转入大豆毛状根和拟南芥中,可以分别提高对大豆蚜虫和烟蚜的抵抗能力,表明该基因具有广谱抗性的特征,在植物的抗蚜虫育种方面具有重要应用价值。通过激发植物自身的抗性来抵御病虫害的侵袭即诱导系统抗性,在防治农业害虫方面越来越受到重视。本研究选用β-氨基丁酸(DL-β-aminobutyric acid,BABA)作为诱导剂,在选择性和非选择性实验中经25 m M BABA灌根处理的大豆幼苗上的蚜虫数量都显著低于对照。BABA诱导抗蚜性的机理包括:提高5个抗性酶(PAL,PPO,POX,CHI和GLU)的活性;激活苯丙氨酸代谢通路基因的表达,提高大豆叶片异黄酮和木质素的含量;增强胼胝质的沉积。叶面喷施浓度为1 g/L的BABA也可以显著降低蚜虫的数量,诱导抗性对4个蚜虫生物型均有效果,表明BABA具有诱导植物产生广谱性抗性的特点及其在病虫害的综合防控方面的应用前景。研究发现我国大豆产区长春、济南、上海和贵阳的蚜虫属于不同的生物型;P746所含的Gm STPK1基因具有控制大豆抗蚜性状的功能,并且能够提高拟南芥对烟蚜的抗性;通过诱导剂BABA处理,明确了诱导植物产生抗蚜性的机理和广谱性抗性的特点。