【摘 要】
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柑橘木虱（Diaphorina citri Kuwayama）属于半翅目,木虱科（Hemiptara liviidae）,是柑橘黄龙病的传播媒介,广泛分布在全球柑橘种植区域内,柑橘木虱的发生和传播严重制约了柑橘产业的发展。然而,目前柑橘木虱取食为害柑橘植株所产生的防御反应机制尚不清楚,木虱对芸香科不同属的植物资源趋向性实验表明,木虱对柑橘属的趋向性大于酒饼簕属。为探究柑橘木虱取食后植株早期产生的防
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柑橘木虱（Diaphorina citri Kuwayama）属于半翅目,木虱科（Hemiptara liviidae）,是柑橘黄龙病的传播媒介,广泛分布在全球柑橘种植区域内,柑橘木虱的发生和传播严重制约了柑橘产业的发展。然而,目前柑橘木虱取食为害柑橘植株所产生的防御反应机制尚不清楚,木虱对芸香科不同属的植物资源趋向性实验表明,木虱对柑橘属的趋向性大于酒饼簕属。为探究柑橘木虱取食后植株早期产生的防御机制,本研究以柑橘属埃及糖橙（Citrus sinensis L.Osbeck）和酒饼簕属酒饼簕（Atalantia buxifolia Poir.Oliv）为实验材料,研究木虱对两者的趋向性,并对它们在木虱取食前后的转录组和挥发性代谢组进行比较,以期筛选出在木虱取食诱导防御反应中可能发挥关键作用的防御基因和挥发性物质,可为后续抗木虱柑橘的分子育种提供基因资源,为柑橘-木虱互作机理的研究奠定基础。主要结果如下:1、木虱对埃及糖橙和酒饼簕植株的趋向性不同。以3个月苗龄的实生植株为材料,通过养虫笼实验观察木虱对它们的取食过程,结果表明木虱对埃及糖橙的趋向性显著大于对酒饼簕的趋向性。2、转录组分析表明,埃及糖橙和酒饼簕对柑橘木虱取食胁迫的应激反应通路相似,取食胁迫前后的差异基因主要涉及细胞壁代谢、防御反应、植物病原互作、木质素合成、活性氧、激素信号以及萜类物质的合成等通路。结合前人研究结果和功能注释,在埃及糖橙和酒饼簕中筛选出9个具有明显表达差异的基因,作为木虱取食诱导下植物抗性形成方面的潜在基因。本研究初步筛选出的与柑橘木虱抗虫性相关的基因有Cs6g10120（WRKY70）、Cs4g03140（XTH22）、Cs4g07040（ERF017）、Cs5g08360（ERF1A）、Cs9g10650（ERF1B）、Cs4g06410（ERF017）、sb16247（AFS）、sb26764（CCo AOMT）和sb20379（PAL1）。3、代谢组学分析结果表明,埃及糖橙和酒饼簕在木虱取食前后的差异代谢物分别有86种和96种,包含萜类、醛类、醇类等。在埃及糖橙中挥发物含量变化较大的有柠檬烯（Limonene）、D-柠檬烯（D-limonene）、橙花叔醇（Nerolidol）等;在酒饼簕中变化较大的挥发物主要是D-柠檬烯（D-limonene）、月桂烯（β-Myrcene）、金合欢醇（Farnesol）、β-罗勒烯（β-Ocimene）。说明它们在植物的防御反应中发挥重要作用。4、通过转录组和挥发性代谢组关联分析鉴定到与挥发性代谢物显著相关的基因,Cs4g07410（ALEU）、Cs3g01140（CCR1）和Cs2g20210（GRP）的表达水平与D-柠檬烯、柠檬烯和β-罗勒烯物质的积累呈显著负相关性;此外,sb20918（ADH2）和sb25855（PSAL）等9个基因调控橙花叔醇的合成。综上,本研究通过转录组和挥发性代谢组学对埃及糖橙和酒饼簕叶片在木虱取食前后的基因表达和挥发性物质含量变化的分析,初步筛选出埃及糖橙和酒饼簕中一些可能参与柑橘木虱诱导的防御反应的抗性基因和挥发性代谢物,为后期木虱取食诱导防御机制研究及柑橘木虱引诱剂和驱避剂的开发提供理论参考。
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