脫落酸在水稻抗褐飛虱中的功能及作用機制研究

《脫落酸在水稻抗褐飛虱中的功能及作用機制研究》是依託揚州大學，由劉井蘭擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：脫落酸在水稻抗褐飛虱中的功能及作用機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉井蘭
• 依託單位：揚州大學

項目摘要

國內外有關水稻抗蟲機理中植物激素的研究完全忽視了脫落酸（ABA）在褐飛虱侵入早期在水稻抗蟲中的作用。本課題組的研究已發現抗、感蟲水稻體內ABA含量不同，受褐飛虱侵害後根、葉ABA變化也不同。胼胝質是植物抵禦生物入侵的重要屏障，病原菌侵害早期內源及外源ABA誘導了植物體胼胝質的形成，在抗病中起重要作用。褐飛虱作為刺吸式口器的害蟲，同病原菌對植物侵害產生相似的反應。ABA有可能誘導胼胝質形成，利於植物抗蟲性。本項目利用外源ABA和ABA合成抑制劑（氟啶草酮）處理代表性抗、感蟲水稻並接種褐飛虱研究ABA在水稻抗蟲中的功能及ABA對水稻胼胝質形成的影響，ABA誘導胼胝質合成酶基因表達及降解胼胝質的β－1，3－葡聚糖水解酶基因表達變化。本項目從ABA誘導水稻胼胝質形成來研究水稻的抗蟲性對褐飛虱的綜合治理具有重要意義，為從另一角度調節水稻抗蟲性提出思路，對其它刺吸式口器害蟲的綜合治理有借鑑作用。

結題摘要

本項目對外源ABA處理抗蟲水稻IR42、感蟲水稻TN1並接種褐飛虱後水稻抗蟲性的變化及抗蟲性的機制進行了初步研究。項目組成員通過研究已明確外源ABA處理後能夠降低水稻植株功能損失指數及增加水稻植株乾物質重，降低取食水稻的褐飛虱的產卵量及其卵黃原蛋白基因的Nlvg mRNA表達，進而減少了水稻損失，提高了水稻植株的抗蟲性。進一步對其抗性的機制進行了研究，發現外源ABA處理後提高了水稻植株內源ABA含量及水稻葉鞘的胼胝質含量。胼胝質由胼胝質基因控制，胼胝質有合成酶基因10個（OsGSL 1、OsGSL2、OsGSL 3、OsGSL4、OsGSL 5、OsGSL 6、OsGSL 7、OsGSL8、OsGSL9、OsGSL 10），水解酶基因6個（Osg 1、Gns 2、Gns 3、Gns4、Gns 5、Gns 6），根據半定量表達結果，Osg 1 在感蟲品種TN1表達，抗蟲品種IR42不表達，篩選胼胝質合成酶及水解酶基因進行螢光定量分析。其中噴施ABA並接蟲後兩水稻品種多數胼胝質合成酶基因表達較未噴ABA並接蟲的水稻有所增加。水稻受到褐飛虱取食1 d 後，感、抗蟲品種胼胝質合成酶基因表達增加，取食2 d 後，TN1胼胝質合成酶基因表達仍增加，而IR42 呈下降趨勢，外源ABA對TN1的影響較IR42長。TN1胼胝質水解酶較IR42易降解，而外施ABA後能顯著減少TN1胼胝質的降解。對以上問題的研究，不僅闡明了ABA增強了水稻抗蟲性，明確了胼胝質合成酶及水解酶的變化，對後續的進一步驗證提供了基礎。從脫落酸誘導水稻細胞壁胼胝質形成方面研究水稻的抗蟲性對褐飛虱的綜合治理具有重要意義，為之前的水稻抗蟲性機理做出必要的補充，也為水稻抗蟲品種的選育提出了新的理論依據，褐飛虱作為一種刺吸式口器害蟲的代表，本項目的研究將為其它刺吸式害蟲的綜合治理提供參考。