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稻飞虱(rice planthoppers)是一类重要的水稻害虫,长期以来对水稻(Oryza sativa L.)产量造成严重的危害。稻飞虱主要包括褐飞虱(BPH, Niaparvata lugens Stal).灰飞虱(SBPH, Laodephax striatellus Fallen)和白背飞虱(WBPH, Sogatella furcifera Horvath)三种,其中褐飞虱和白背飞虱通过取食水稻叶鞘汁液对其造成直接危害,同时也可传布病毒引起危害；而灰飞虱(SBPH, Laodephax striatellus Fallen)则主要通过传播病毒对其造成间接危害。长期以来人类都在寻求一种绿色高效的方法来应对稻飞虱对农业造成的危害。本研究通过对不同水稻抗褐飞虱鉴定,筛选出带有Bph12和Bph14的野生稻资源,进一步对褐飞虱取食不同抗性水稻后水稻体内游离氨基酸和蛋白的变化,以及灰飞虱虫体本身与表观调控有关的miRNA等角度对水稻和稻飞虱之间的关系进行研究,旨在为探讨不同水稻品种对褐飞虱产生不同抗性的内在分子机理提供一定的研究基础。主要研究内容及结果如下：1.利用氨基酸自动分析仪的生理液系统对褐飞虱取食水稻Oh、12h、24h、48h、96h后,水稻直接取食部分和间接取食部分的叶鞘游离氨基酸进行测定。结果显示,褐飞虱取食不同时间后,抗虫水稻IRRI-IRGC-10173直接和间接取食部位的游离氨基酸总量均高于感虫水稻TN1。而且抗虫水稻IRRI-IRGC-10173的直接取食部分与间接取食部分游离氨基酸总量的差值随取食时间的延长呈明显上升趋势,而感虫水稻TN1的差值却逐渐下降。同时IRRI-IRGC-10173各个游离氨基酸的变化幅度均明显高于TN1。表明抗虫水稻在褐飞虱取食后其代谢能力和运输能力增强,而感虫水稻则相反。其中天冬酰胺(Asn)和谷氨酰胺(Gln)以及天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)之间的转化关系可能跟水稻的抗性相关。2.利用双向电泳对感虫稻TN1、抗虫野生稻(IRRI-IRGC-10173和W1181)未经褐飞虱取食(0h,对照)和96h后的叶鞘蛋白进行比较研究。质谱鉴定结果显示,受褐飞虱取食诱导后压力胁迫蛋白、过氧化物相关酶、糖基水解酶、氨基酸代谢相关酶、有机酸代谢相关酶、蛋白修饰相关酶,光合作用相关蛋白和RNA结合蛋白等表达量有显著变化。GO分析表明,这些蛋白主要跟代谢进程、结合及催化等功能相关。同时,IRRI-IRGC-10173和W1811部分蛋白对二羧酸代谢途径(osa00630)作用极为显著。IRRI-IRGC-10173中变化显著的三个蛋白点A02(LOC_Os08g01930)、A25(LOC_Os11g06720)和X1(LOC_Os11g13890)可能受相应水稻miRNA的调控。EF手性家族蛋白(EF hand family protein)仅在W1181中被褐飞虱取食后特异性诱导。而IRRI-IRGC-10173在多个方面均表现出较强响应能力,其甘氨酸解离系统蛋白(Glycine cleavage system H protein)经褐飞虱诱导产生,在TN1中被诱导消失,W1181中却不存在。由此可以推测,W1181和IRRI-IRGC-10173的抗虫性可能由于其不同的抗性基因存在不同的有效且独特的抵御褐飞虱取食的机制。3.本研究首次通过二代测序技术对灰飞虱的miRNA进行了研究。共鉴定到501个成熟的miRNAs,其中包含227个保守的miRNA和274个新的1niRNA.通过茎环逆转录PCR(Stem-loop RT-PCR)验证了鉴定到的miRNA的真实性。对其中38个miRNA家族(69个miRNA)在动物中保守性分析表明,其在节肢动物门内十分保守。应用miRanda软件预测到灰飞虱中378个miRNA的2701个靶标基因。GO分类显示这些靶标隶属于52个不同功能单位,同时保守和新发现的miRNA在功能注释上极其相似。本研究通过抗褐飞虱鉴定对不同抗虫水稻抗性进行评估,筛选出含不同抗性基因的抗虫品种。以此为材料,通过游离氨基酸和蛋白质组的测定及研究,发现不同抗虫水稻在氨基酸和蛋白水平对褐飞虱取食的响应存在明显差异。该研究为探讨水稻对褐飞虱取食应答响应的内在机制提供一定的参考。而灰飞虱niRNA的首次测定,则极大的丰富了昆虫的miRNA数据库。为探讨miRNA在灰飞虱生长发育过程中作用奠定了基础。