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植物与植食性昆虫长期协同进化过程中,逐渐形成了多种复杂但极精巧的防御反应,用以抵御昆虫的为害。其中茉莉酸（jasmonic acid,JA）信号途径和绿叶挥发性物质途径（green leaf volatiles,GLVs）是植物防御反应的核心。丙二烯氧化物合酶（allene oxide synthase,AOS）与脂氢过氧化物裂解酶（hydroperoxide lyase,HPL）可以催化相同底物分别生成JA与GLVs,AOS与HPL应对不同昆虫为害表现出很高的特异性,影响JA与GLVs的生成量,进而决定植物防御反应的特异性。但目前,有关AOS与HPL基因对害虫为害应答机制的研究还未见报道。因此,本研究拟克隆水稻AOS及HPL基因的启动子,探究两种启动子对刺吸式口器昆虫褐飞虱与咀嚼式口器昆虫二化螟的应答模式,利用启动子5’端渐次缺失、GUS活性测定、GUS组织化学染色、启动子抗虫活性测定等方法,鉴定AOS及HPL启动子中对褐飞虱与二化螟为害产生应答的功能区域。从启动子结构层面解析AOS及HPL基因对害虫为害的应答机制,揭示水稻对不同口器害虫做出特异防御反应的内在原因。在此基础上,用克隆的启动子功能片段驱动抗虫基因,探索这些启动子在抗虫育种上的应用潜能。本研究取得了以下研究结果:1.OsHPL2受二化螟为害诱导高表达,机械损伤、稻飞虱为害和激素（茉莉酸、水杨酸、脱落酸）处理不能诱导其表达;分离克隆的Os HPL2全长启动子位于Os HPL2翻译起始位点ATG（+1）至上游2009 bp;用全长启动子驱动GUS报告基因并克隆到表达载体DX2181上(PHPL2)转化中花11,用GUS活性定量测定、GUS组织化学染色分析和q RT-PCR检测启动子诱导表达活性,结果表明:PHPL2受二化螟为害后,在叶鞘表达活性升高,但是不受褐飞虱为害、机械损伤诱导表达;为了鉴定PHPL2中的二化螟为害应答元件,将PHPL2从5’端渐次缺失,并转化中花11,缺失突变体的GUS活性分析结果证明:-1452至-1213、-903至-624和-376至-176区域存在二化螟为害诱导正调控元件,其中-903至-624区域活性最高;将这3个正调控区域融合并连接min 35S（P2R123-min 35S）,1个-903至-624拷贝加min 35S（P2R2-min 35S）、2个-903至-624拷贝加min 35S（P2DR2-min 35S）、3个-903至-624拷贝加min 35S（P2TR2-min 35S）,全长启动子（P2）和上述4种启动子分别驱动cry1C表达,并转化中花11,发现P2、P2R123-min 35S和P2TR2-min 35S转基因植株中的Cry1C诱导表达能力最强、二化螟初孵幼虫死亡率最高;农艺性状分析结果显示:P2、P2R123-min 35S和P2TR2-min 35S的种子结实率和单株产量与野生型中花11没有显著差异。2.OsAOS1受褐飞虱为害诱导高表达,机械损伤、二化螟为害和激素（茉莉酸、水杨酸、脱落酸）处理不能诱导其表达;分离克隆的Os AOS1全长启动子位于Os AOS1翻译起始位点ATG（+1）至上游1889 bp;用全长启动子驱动GUS报告基因并克隆到表达载体DX2181上(PAOS1)转化中花11,用GUS活性定量测定、GUS组织化学染色分析和q RT-PCR检测启动子诱导表达活性,结果表明:PAOS1受褐飞虱取为害后,在叶鞘表达活性升高,但是不受二化螟为害、机械损伤诱导表达;为了鉴定PAOS1中的褐飞虱为害应答元件,将PAOS1从5’端渐次缺失,并转化中花11,缺失突变体的GUS活性分析结果证明:-1573至-1312、-979至-647和-426至-181区域存在褐飞虱为害诱导正调控元件,其中-1573至-1312区域活性最高;酵母单杂交、双荧光素酶实验证明-800至-758区域可与LOC＿Os01g1227蛋白结合,-274至-181区域可与LOC＿Os03g62790蛋白结合,因此,LOC＿Os01g1227和LOC＿Os03g62790两个蛋白可能参与褐飞虱为害诱导Os AOS1的表达调控。小结:1.Os HPL2基因启动子具有二化螟为害诱导表达特性,内部含有3个二化螟为害正调控功能区域;当二化螟为害后,Os HPL2全长启动子及其正调控区域驱动cry1C的转基因植株,能够被诱导产生高杀虫活性,并且不影响种子结实率和单株产量。因此,Os HPL2全长启动子及其正调控区域具有潜在的应用前景。2.Os AOS1基因启动子具有褐飞虱为害诱导表达特性含有3个褐飞虱为害诱导正调控功能区域;已鉴定出两个与正调控区域结合的蛋白。Os AOS1基因启动子的3个正调控区域的应用潜能有待进一步验证,正调控区域与蛋白的互作及调控机制有待进一步深入研究。