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近年来,随着化学农药的危害日益凸显,利用外源物诱导植物自身抗性来增强其对虫害的防御现已成为一项重要发展方向。而根际促生菌(PGPR)在促进植物生长和诱导植物抗虫防病性方面具有很大潜力,现已成为作物抗性研究中的热点内容。本研究首先用根际促生菌处理萌发的番茄种子,在其成苗后通过机械损伤加昆虫唾液处理番茄叶片的模拟虫害实验,以番茄重要抗虫指标多酚氧化酶(PPO)的酶活性为指标,从10株根际促生菌中筛选到一株能诱导成苗番茄具有较强抗虫效果的的菌株;再次用筛选得到的菌株处理番茄种子,待其成苗后进行斜纹夜蛾接虫实验进行验证,结果表明该菌株确实能够诱导成苗番茄对斜纹夜蛾的抗性;最后通过转录组分析并结合番茄茉莉酸合成突变体材料spr8进行深入研究,逐步探索BV菌诱导成苗番茄抗虫性增强的激素信号途径。具体研究结果如下:1、筛选出一株能诱导成苗番茄抗虫指标增强的根际促生菌贝莱斯芽孢杆菌SXKF16-2(Bacillus.velezensis SXKF16-2,BV)。首先用PGPR处理露白的番茄种子,通过机械损伤加斜纹夜蛾唾液处理进行模拟虫害实验,并以成苗番茄叶片PPO活性为指标,从10株根际促生菌中筛选的能显著诱导成苗番茄PPO活性的贝莱斯芽孢杆菌SXKF16-2(BV)处理的番茄PPO活性显著高于其他组。2、BV处理番茄萌发种子能够提高成苗番茄对斜纹夜蛾的抗性。接虫生测实验发现,斜纹夜蛾取食经BV菌处理的成苗番茄后,其体重增量显著低于取食对照组番茄的体重增量,进一步证实BV菌预处理萌发番茄种子能诱导成苗番茄抗虫性增强。进行抗虫指标分析发现,BV菌处理组番茄在接虫后抗虫防御酶如多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)的酶活性显著提高,蛋白酶抑制剂基因(PI-II)、苏氨酸脱氢酶(TD)的表达量显著上调;抗虫相关激素测定结果显示,BV菌处理组的番茄机体内茉莉酸类激素(JAs)含量提高,但水杨酸(SA)的含量并未提高。3、进一步用BV菌预处理茉莉酸合成突变体番茄材料“spr8”发现,BV菌不仅能增强野生型番茄Solanum lycopersicum L.cv.Castlemart(简写为CM)的抗虫性,还能增强茉突变体番茄spr8的抗虫性。接虫生测实验发现,与取食对照组番茄相比,斜纹夜蛾取食经BV菌处理过的番茄突变体材料spr8及其野生型番茄CM后,其体重增量显著降低。经生理指标分析发现,BV菌处理不仅能诱导野生番茄CM的PPO酶活性和POD酶活性,还显著提高突变体材料spr8的抗虫相关酶活指标。进一步对BV菌处理(BV)、接虫处理组(SL)以及对照组(CK)番茄进行转录组学分析发现,BV菌处理不仅诱导了JA合成及信号转导途径,还能激发乙烯(ET)信号合成途径及其信号转到途径。进一步证实BV菌处理的萌发番茄种子可能通过的ET信号途径来增强对斜纹夜蛾的抗性。4、荧光定量PCR分析发现,BV菌处理后不仅能激活JA信号途径,更重要是使得番茄ET信号途径激活,使得番茄在受到虫害时能快速启动对斜纹夜蛾抗性。通过对移栽后0、3、7、14、21天后以及虫害处理后0、3、6、12、24、36小时的番茄ET和JA合成通路上相关基因的定量,发现ET合成途径基因ACO1、ACS2,信号转导基因ETR4、ERF1基因处于高表达,这一现象在spr8中也同样存在,表明BV处理可能主要通过诱导了ET途径相关基因表达。由此,本研究认为BV菌预处理萌发番茄种子能诱导成苗番茄对斜纹夜蛾的抗性,而且这种诱导主要通过激活ET途径相关合成及信号转导途径基因的表达来实现。本研究不仅为利用PGPR诱导植物抗虫性的发挥的相关研究提供借鉴,也为开发利用根际促生菌的进行植物抗虫诱导的实践提供参考。