【摘 要】
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利用抗褐飞虱基因,培育抗褐飞虱水稻品种是褐飞虱综合防治中经济有效的方法之一。明确水稻与褐飞虱互作的分子机制是抗褐飞虱基因可持续利用的重要基础。褐飞虱取食抗性水稻品种后,水稻中复杂的分子应答机制参与水稻对褐飞虱的抗性反应。本文以两个不同致害性的褐飞虱室内种群(IR56种群和TN1种群)为材料,研究了水稻有丝分裂原激活蛋白激酶(MAPK)和微小RNA(miRNAs)在水稻与褐飞虱亲和互作(致害)与非亲
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利用抗褐飞虱基因,培育抗褐飞虱水稻品种是褐飞虱综合防治中经济有效的方法之一。明确水稻与褐飞虱互作的分子机制是抗褐飞虱基因可持续利用的重要基础。褐飞虱取食抗性水稻品种后,水稻中复杂的分子应答机制参与水稻对褐飞虱的抗性反应。本文以两个不同致害性的褐飞虱室内种群(IR56种群和TN1种群)为材料,研究了水稻有丝分裂原激活蛋白激酶(MAPK)和微小RNA(miRNAs)在水稻与褐飞虱亲和互作(致害)与非亲和互作(非致害)中的作用,取得以下主要进展。本文研究结果为进一步研究褐飞虱与水稻的分子机制提供了基础资料。1、两个褐飞虱种群取食感虫品种TN1和抗虫品后种IR56后,水稻丝分裂原激活蛋白激酶(MAPK)基因存在转录响应差异。研究结果表明:1)不能致害条件下(TN1 种群取食 IR56 品种),抗虫品种 IR56 中 OsMPK1、OsMPK3、OsMPK7、OsMPK14和OsMPK16等6个基因的表达量,较可致害条件下(IR56种群取食IR56水稻、IR56种群和TN1种群取食TN1水稻)显著上调,揭示了这些基因可能参与抗性品种对TN1种群的抗性,而适应该品种的IR56种群则不能激发这些基因的上调;2)水杨酸、茉莉酸和乙烯激素信号途径均参与IR56水稻对褐飞虱的抗性;3)活性氧信号可能参与水稻对褐飞虱取食的早期响应;4)水稻Bph3基因簇中OsLecRK3、OsLecRK4等2个基因表达量的上调参与IR56品种的抗虫性。2、褐飞虱TN1种群和IR56种群取食IR56品种后,水稻miRNA及mRNA的转录差异。研究结果表明:1)IR56种群取食IR56品种(可致害)显著提高或降低138个miRNA的表达,TN1种群取食IR56品种(不能致害)显著提高或降低140个miRNA的表达;2)功能分析及标靶预测分析表明,osa-miR530-5p、osa-miR812s、osa-miR2118g、osa-miR156l-5p、osa-miR等5个miRNA参与IR56水稻品种对褐飞虱的抗性,并发现2个未知的miRNA(novel 16和novel 52)参与水稻抗虫性。
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