植物和昆虫在长期的进化过程中,形成了复杂而精细的抗性反应机制。大豆是一种具有3000年悠久栽培历史的的重要粮食作物。由于大豆在粮食、油料、饲料、工业原料等多领域中的广泛应用,人类对大豆的需求日益增加。然而虫害严重影响了大豆农业生产中的品质和产量。对大豆诱导抗虫防御反应进行相关研究对于提高植物自身抗虫性,减少化学杀虫剂的使用、保护环境等具有重要意义。本研究选取了相对抗虫和感虫的万县白冬豆和南农99-10两个大豆品种,经过斜纹夜蛾诱导处理48 h之后考察抗感品种在诱导处理后的6个不同时间点所产生的诱导抗性水平变化。结果表明抗感品种达到最高诱导抗虫水平的时间点分别在虫诱导之后5天和虫诱导之后1天。为了进一步理解大豆不同品种诱导抗性的分子机理并鉴定出参与大豆诱导抗虫防御反应的防御基因,本研究利用基因芯片结合RNA-Seq测序技术对虫诱导处理后的大豆抗感品种在诱导抗性最高时间点进行了转录谱分析。芯片检测结果鉴定到抗性品种中的827个基因上调表达,感性品种中249个基因上调表达,100个基因下调表达。共80个基因在抗感品种中表达调控重叠,其中73个基因方向一致,另有7个基因在抗性品种中上调,在感性品种中下调。对芯片结果中的差异基因分别进行功能分析结果表明共表达差异基因列中主要是防御胁迫相关的基因,比例为19%；只在大豆抗虫品种中上调表达的基因列中转录调控相关基因比例最多达到14%；只在感性品种上调的差异基因列中也是防御胁迫相关的基因最多,比例为12%；另外在感性品种中下调的基因中参与初生代谢反应的基因最多,比例为13%。另一方面,RNA-Seq数据分析共检测到了781个基因在抗性品种中上调表达,231个基因下调表达。感性品种中检测到874个上调表达,以及706个下调表达。其中132个基因在抗感品种中都上调表达,32个基因共下调表达,以及15个基因在抗感品种中相反方向的表达。与芯片结果相比,RNA-Seq鉴定到了更多的差异基因。RNA-Seq的结果中抗感品种鉴定的上调基因数目相差不大,与芯片结果一致的是,RNA-Seq的感性品种结果中鉴定到更多的下调基因。对RNA-Seq五列差异基因功能分析结果表明,芯片中比较显著的几个功能分类在RNA-Seq功能分类结果中也都很显著。对两组转录谱数据的比较分析生成了一致检测到的抗感共表达差异基因列表,以及抗感品种特异表达差异基因的列表。荧光定量PCR对这些基因列表中21个感兴趣的基因表达检测结果表明有些基因的表达倍数在不同方法之间会有一些差别,但是表达的方向在三种方法的结果中基本一致。除此之外,对六个抗虫防御相关的基因展开的时空表达分析结果表明虫诱导后不同时间点内基因在局部被咬叶片和完整叶片中的表达会有差异并且具有一定的时间规律。局部反应的最高峰时间一般都比较靠前,而大部分基因的系统表达水平最高峰时间则比较滞后,并且与之前诱导抗虫动态分析结果中的诱导抗虫水平变化时间点较为一致。对候选基因中编码一种酸性磷酸酶的大豆营养储藏蛋白(VSPβ)基因和编码大豆抗毒素合成途径中的异黄酮还原酶(N:IFR)基因进行转基因烟草功能分析结果表明,在活体植株强迫饲喂实验中,过表达GmVSPβ和GmN:IFR的转基因烟草叶片损失明显较少,对应斜纹夜蛾的相对生长率显著下降。在斜纹夜蛾自由取食实验中,GmVSPβ转基因烟草株系叶片的损失明显少于野生型烟草叶片的损失,与转基因烟草相比,斜纹夜蛾更喜欢取食野生型烟草叶片。此外,转基因烟草植株中与与抗虫相关的茉莉酸合成途径的脂氧合酶(LOX)和丙二烯氧化物合酶(AOS)基因以及参与尼古丁合成途径的腐胺—N—甲基转移酶(PMT)基因和类异黄酮还原酶基因A622表达量都发生了相应变化。其中LOX3,AOS,PMT三个基因在GmVSPβ和GmN:IFR转基因烟草株系中的表达量都有所提高,而A622基因的表达水平只在GmVSPβ转基因烟草株系中提高,在GmN:IFR转基因烟草株系中的表达量与对照相比反而下降。为了探索前期在转录谱结果中鉴定到的一系列转录因子在植物防御网络中的作用以及与GmVSPa、GmVSPβ和GmN:IFR防御相关基因启动子的互作反应。本研究利用PCR扩增技术成功获得了GmVSPα、GmVSPβ和GmN:IFR基因对应的上游启动子序列和包括MYBs, WRKYs, NACs, bZIP, DREB在内的12个转录因子的编码序列。利用PLACE和PlantCARE启动子顺式作用元件分析数据库对三个基因启动子进行的预测分析及功能分类结果中发现了多个防御胁迫相关顺式作用元件。其中,GmVSPβ和GmN:IFR启动子中预测到的防御胁迫相关顺式作用元件远多于GmVSPa启动子中预测到的防御胁迫相关顺式作用元件。瞬时表达活性分析结果表明不同转录因子对GmVSPa、GmVSPβ和GmN-IFR基因启动子活性的调控能力不同,GmbZIP110和GmWRKY39显著促进了GmVSPa启动子驱动报告基因的表达活性的提高；多个转录因子主要包括GmbZIP110和GmWRKY39显著促进了GmVSPβ启动子表达活性提高；GmMYB75, Gm WRKY39和GmWRKY20显著促进了GmN:IFR启动子驱动表达活性提高。这部分的实验结果鉴定到的个别具有关键调控意义的转录因子为更进一步研究大豆抗虫诱导防御反应的分子机理研究提供了理论基础。