蚜虫是携带有超过110种植物病毒的昆虫传播介体,繁殖能力极强。玉米是我国的重要的粮饲作物,从历史上看,害虫一直是玉米生产的重要制约因素。大刍草是现代栽培玉米最直接的野生近缘种,具有较高的抗虫能力。筛选大刍草的抗虫基因进行玉米优良品种的培育是现代栽培玉米遗传改良的一种新思路。植物体内S-腺苷甲硫氨酸合成酶（S-Adenosylmethionine synthetase,SAMS）以甲硫氨酸（Met）与ATP为底物,催化合成S-腺苷甲硫氨酸（SAM）,这是目前研究发现的体内S-腺苷甲硫氨酸（SAM）合成的唯一途径。在本研究中,对玉米、大刍草虫食前后的叶片分别检测了SAMS基因的表达量,发现大刍草虫食后叶片中的Bt SAMS1相对表达量较取食前增加了12.17倍,而玉米的SAMS1相对表达量增加了3.47倍,推测Bt SAMS1基因参与植物的抗虫防御响应。从大刍草中筛选克隆BtSAMS1基因,该基因编码S-腺苷甲硫氨酸合成酶,全长1185bp,编码394个氨基酸,是一种亲水性蛋白,稳定表达于细胞质中。从三级结构模型来看,蛋白质的结构为四聚体,是由3个域:N端结构域、中间结构域、C端结构域组成,这三个域对称折叠成一个伪三倍的结构。根据同源性分析及系统进化树,发现大刍草SAMS1与玉米SAMS属于同一个进化分支,Bt SAMS1氨基酸序列与其他物种的序列同源性不低于85%,SAMS蛋白质的多肽序列是高度保守的。为了验证大刍草BtSAMS1基因的抗虫能力,我们构建35S::Bt SAMS1植物表达载体,获得Bt SAMS1基因表达的拟南芥幼苗,采取桃蚜的取食轨迹观察、定殖表现和繁殖率测定分析了转Bt SAMS1基因拟南芥对桃蚜的抗性。结果表明,与未转化拟南芥植株相比,转基因拟南芥幼苗对桃蚜有更高的抗性,表现为桃蚜对未转基因植株表现出更高的取食偏好性,并且转基因植物的桃蚜定殖数量比野生型拟南芥的定殖数减少一倍。提出了乙烯和多胺的生物合成以及SAM赋予的DNA甲基化作用可能解释了转Bt SAMS1基因植物表现出的更高抗虫性。本研究表明Bt SAMS1可以作为候选抗蚜基因,这一结果为了解大刍草的抗虫机制提供重要理论依据,也为培育抗虫玉米品种提供了可用的基因源。