水稻（Oryza sativaL.）是一种重要的粮食作物,保证水稻生产对于我国粮食安全具有重要的意义。然而,在水稻的生产过程中,病虫害是影响水稻产量和品质的重要因素。稻飞虱（Rice Planthopper）是水稻生产的头号害虫,其中灰飞虱（Small Brown Planthopper,SBPH）,寄主植物范围最广,不仅危害水稻、小麦、玉米等禾本科植物,吸食韧皮部汁液,造成叶片枯黄,甚至整株死亡,还是水稻条纹病毒（Rice Stripe Virus,RSV）和水稻黑条矮缩病毒（Rice Black-streaked Dwarf Virus,RBSDV）等病毒病的传播介体,引起水稻条纹叶枯病、黑条矮缩病、玉米粗缩病、小麦丛矮病等多种病毒病害,严重威胁水稻及其他禾谷类作物的安全生产。目前,对灰飞虱及其传播病毒病的防治主要依赖化学农药,由于灰飞虱群体数量大,迁飞能力强,传毒瞬时等特点导致防治效果较差。化学农药的大量使用,不仅增加了农业成本,还严重污染环境,杀害灰飞虱天敌,破坏农田生态平衡,诱导灰飞虱抗药性的产生。目前认为防治灰飞虱及其传播病毒病最佳的方式就是抗虫品种的选育和应用。筛选抗性资源和挖掘抗灰飞虱基因是育种应用的前提与基础。为此,本研究利用一个N22与USSR5重组自交系群体中的高抗灰飞虱家系NU3,进行了抗灰飞虱基因的挖掘及功能初探,主要结果如下:1.亲本NU3高抗灰飞虱接种灰飞虱14天后,感虫品种粳稻USSR5的死苗率为100%,而抗虫亲本NU3的死苗率仅为24.24%,同时推广品种宁粳7号（W030）的死苗率为75.5%,结果表明,NU3高抗灰飞虱,USSR5高感灰飞虱,可以利用NU3作为抗源进行抗性基因的挖掘。2.NU3抗灰飞虱的遗传分析为了研究NU3抗灰飞虱机制,利用抗虫亲本NU3与感虫亲本USSR5回交,构建次级F2:3遗传分离群体。利用改进的苗期集团鉴定法完成了 181个F2:3家系的灰飞虱抗性鉴定,从中选取了 112份重复性较好（重复间误差<15%）的家系进行抗灰飞虱的遗传分析。这些家系的抗性等级从0～9级呈连续性分布,表型分离比为49:41:22,卡方测验表明RR:Rr:rr的分离比不符合1:2:1,表明NU3抗灰飞虱的表型可能是受多个基因控制。3.NU3/USSR5-F2:3群体定位抗灰飞虱基因利用11个极端抗虫和11个极端感虫家系,进行初连锁分析,分别在第4和5两条染色体上发现连锁迹象,进一步构建了第4和5染色体的连锁图谱,结合112个F2:3家系的表型,进行抗灰飞虱QTL分析。结果在第4和5两条染色体上检测到两个抗灰飞虱QTL位点qSBPH4和qSBPH5,分别位于标记RM16335～RM6659和RM405～RM169之间,LOD值分别为2.5和3.5,贡献率为14.2%和14.3%。4.qSBPH5的精细定位及候选基因分析为进一步对qSBPH5进行精细定位,从NU3/USSR5的F2:3家系选取仅含有qSBPH5位点,且基因型杂合的单株,自交产生F3:4、F4:5和F5:6群体,从中筛选重组单株,并不断开发加密分子标记,最终将qSBPH5精细定位在80kb的区间内。然后结合基因组测序和灰飞虱诱导表达分析的结果,确定了两个候选基因LOC Os05g09480和LOC Os05g09520。并对这两个基因进行了转基因验证。5.生长素负调控水稻的灰飞虱抗性候选基因ORF3编码OsIAA16,是一个生长素信号的抑制子。不论是外施生长素处理后,还是内源生长素含量增加的突变体都表现出高感灰飞虱的表型。进一步,对两个生长素下游响应基因的突变体osarf2和osarf14进行灰飞虱抗性鉴定,结果表明,这两个突变体的灰飞虱的抗性较野生型显著增强。综上所述,生长素负调控水稻的灰飞虱抗性。6.钙调素结合蛋白ORF7参与水稻灰飞虱抗性候选基因ORF7编码钙调素结合蛋白。敲除抗虫品种中的ORF7基因能够显著降低其对灰飞虱的抗性,反之将抗虫等位基因转入感虫品种能够显著提高其的灰飞虱抗性,表明ORF7参与了水稻灰飞虱抗性。已有研究表明ORF7通过正调控BR信号调控水稻粒宽。为此,我们对BR下游信号相关基因OsGSK2和OsDLT的转基因家系进行了灰飞虱抗性鉴定,结果发现BR信号通路负调节对水稻灰飞虱的抗性。上述结果表明,与调控粒宽的机制不同ORF7可能通过其他途径调节对灰飞虱的抗性。之后通过IP-MS进行了ORF7互作蛋白的筛选,并获得了几个候选的互作蛋白。上述抗灰飞虱基因的精细定位,为水稻抗灰飞虱基因的克隆和机制阐明奠定了基础,同时为分子标记辅助育种提供了新的材料。