OsDLT對(duì)褐飛虱抗性的調(diào)控及機(jī)制解析.pdf

1、油菜素內(nèi)酯(Brassinosteroids，BR)是一類存在于植物中的甾醇類植物激素，廣泛地分布在植物的根、莖、葉、花粉和種子等器官中。它在植物生長(zhǎng)發(fā)育和應(yīng)對(duì)環(huán)境脅迫等方面都扮演著重要的角色。然而，目前對(duì)油菜素內(nèi)酯生物合成和信號(hào)通路在水稻抗蟲(chóng)反應(yīng)方面所起的作用知之甚少，調(diào)控機(jī)制更是不清楚。OsDLT基因是油菜素內(nèi)酯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子，屬于GRAS(GAI-RGA-SCR)蛋白家族的一員，在水稻生長(zhǎng)發(fā)育方面起著積極的作用。為闡明

2、OsDLT基因在水稻抗蟲(chóng)誘導(dǎo)防御反應(yīng)中的作用，本文以水稻（Oryza sativa）及其主要害蟲(chóng)褐飛虱（Nilaparvata lugens St(a)1，BPH）為研究對(duì)象，對(duì)OsDLT基因在水稻蟲(chóng)害誘導(dǎo)防御反應(yīng)中的作用及其調(diào)控機(jī)制進(jìn)行研究。獲得以下結(jié)果:
　　(1)表達(dá)譜分析表明，機(jī)械損傷與褐飛虱(BPH)取食為害早期抑制OsDLT的表達(dá)，而在后期能誘導(dǎo)OsDLT的表達(dá);二化螟(Chilo suppressali，SSB)取食

3、為害和茉莉酸(jasmonic acid，JA)處理能誘導(dǎo)OsDLT的轉(zhuǎn)錄水平;而水楊酸(salicylic acid，SA)處理后會(huì)抑制OsDLT的表達(dá)。
　　(2)OsDLT負(fù)調(diào)控水稻對(duì)褐飛虱的直接防御反應(yīng)。與OsDLT基因功能缺失突變體dlt比較，褐飛虱雌成蟲(chóng)更偏好在野生型水稻上取食和產(chǎn)卵;同時(shí)取食dlt植株的褐飛虱若蟲(chóng)存活率和羽化率都有明顯降低，BPH若蟲(chóng)發(fā)育歷期也明顯延長(zhǎng)，初羽化成蟲(chóng)體重明顯偏輕，而且雌成蟲(chóng)的蜜露分泌量也

4、明顯少于9311植株上雌成蟲(chóng)的分泌量;若蟲(chóng)在dlt上發(fā)育而來(lái)的BPH雌成蟲(chóng)產(chǎn)的卵發(fā)育歷期也明顯延長(zhǎng)。
　　(3)OsDLT正調(diào)控水稻對(duì)褐飛虱的間接防御反應(yīng)。田間和室內(nèi)寄生蜂選擇性試驗(yàn)表明，dlt植株上BPH卵的寄生率明顯低于野生型植株?！癥”型嗅覺(jué)儀選擇性結(jié)果表明，寄生蜂更趨向于選擇被褐飛虱為害后的野生型水稻的氣味源。
　　(4)OsDLT功能缺失突變體dlt植株，顯著提高褐飛虱誘導(dǎo)的WRKYs轉(zhuǎn)錄因子OsWRKY30、Os

5、 WRKY45、Os WRKY53、Os WRKY70和MAPKs基因OsMPK3、OsMPK6、OsMPK7的轉(zhuǎn)錄水平。同時(shí)，褐飛虱為害后的dlt植株中茉莉酸(JA)、榮莉酸-異亮氨酸偶聯(lián)物(JA-Ile)的含量及其合成關(guān)鍵基因OsHI-LOX、OsAOS1的轉(zhuǎn)錄水平以及防御化合物胰蛋白酶抑制劑(TrypPIs)、機(jī)械損傷后綠葉性氣味(GLVs)含量顯著上升，即脂氧合酶通路被明顯激活。
　　(5)褐飛虱為害后的突變體水稻中過(guò)氧化

6、氫(H2O2)的含量也有所上升，即NADPH-oxidase途徑被激活。與之前結(jié)果相反，乙烯的產(chǎn)生卻明顯減少，即乙烯信號(hào)途徑受到明顯抑制。同時(shí)，功能缺失突變體中與水稻間接防御相關(guān)的芳香族化合物、多萜和倍半烯萜類等蟲(chóng)害誘導(dǎo)植物揮發(fā)物的釋放量顯著降低。
　　綜上，BR信號(hào)途徑OsDLT可能通過(guò)調(diào)控水稻活性氧(ROS)、乙烯(Ethylene)、脂氧合素(Oxylipins)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，從轉(zhuǎn)錄調(diào)控、蛋白活性、代謝產(chǎn)物等不同水平影響水稻