摘要
我国花生总产居油料作物首位，花生蚜虫的发生与危害是造成花生产量和品质下降的重要原因;花生蚜还是花生病毒病的传毒介体，一旦病害发生，对花生生产将造成更加严重的损失。当前生产上一直使用化学杀虫剂防治花生蚜，但存在抗药性、农药残留和污染问题，开发利用安全有效、可持续的绿色防控技术势在必行。 Harpins是革兰氏阴性植物病原菌产生的一类蛋白质激发子，能够在非寄主植物上引起过敏反应即过敏性细胞死亡(hypersensitive cell death，HCD)，能够诱导植物抗病、抗虫，促进植物生长的作用。因此国内外已经把harpins作为一种的理想的生化诱导剂来进行研发、推广，并取得了不错的效果。 本实验室从水稻黄单胞细菌的两个致病变种菌株X.o.pv.oryzae PXO99A和X.o.pv.oryzicola RS105中得到了hpa1xoo和hpa1xooc。Hpa1蛋白质已经在水稻、小麦等作物上使用，并且能够诱导由PAMP激发的免疫反应(PAMP-triggered immunity,PTI)和获得性系统抗性(systemic acquired resistance SAR);这种免疫反应诱导机制不但对刺吸式害虫有一定作用，还对各种病原微生物的侵染和致病性都有作用。了解到Harpins的应用前景，本文针对Harpins促进植物生长及对蚜虫韧皮部刺吸为害诱导抵抗特点，研究了Hpa1及其功能片段Hpa110-42对花生生长情况与其对花生韧皮部防卫反应(phloem-based defense，PBD)的影响，希望通过此项工作，研究潜在的可用于绿色防控的防治方法和技术。主要研究结果如下: 对于Hpa1及其功能片段Hpa110-42促进花生生长特性 Hpa1及其功能片段Hpa110-42对花生种子浸种处理后发现Hpa1及其功能片段Hpa110-42预浸种的花生种子的萌发情况及胚轴生长状况比对照纯水处理的花生种子萌发率高，胚轴长度长，生长到15及40天后的根系量明显增多。与对照相比，不仅萌发快而且明显健壮。Hpa1及功能片段Hpa110-42喷雾处理的花生苗地上部分株高明显高于对照水处理的株高，Hpa1及其功能片段Hpa110-42处理的花生苗全株鲜重也比水处理增加明显。我们对Hpa1及功能片段Hpa110-42诱导促进花生生长的分子机理进行研究发现Hpa1及功能片段Hpa110-42能够诱导乙烯信号通路中的关键基因ETR1上调表达，从而正向调控乙烯信号通路中促进生长的EXPs基因的上调表达，以促进花生生长。对EXPs的基因表达进行分析，结果显示，有9个组织特异性的EXP基因受Hpa1及功能片段Hpa110-42诱导表达，其中4个EXP基因在喷施蛋白24小时后与对照相比，呈现显著上调，且功能片段Hpa110-42诱导表达的上调倍数明显高于Hpa1。 对于Hpa1和功能片段Hpa110-42诱导抗虫特性 Hpa1和功能片段Hpa110-42的应用确实对提高植物抗虫、抗病，抗逆的能力有重要的诱导作用。Hpa1和功能片段Hpa110-42的应用能够减弱花生蚜虫对花生的取食偏好;诱导韧皮部胼胝质沉积作用，胼胝质在筛孔中的快速沉积被视为伤口的有效反应，其堵塞封锁受损韧皮部的运输孔道以防止韧皮部有机物质的损失;诱导具有凝集素功能的蛋白质植物凝集素形成韧皮部的堵塞物质，堵塞筛板，加厚细胞壁。对Hpa1及功能片段Hpa110-42处理的花生叶片中韧皮部防卫反应相关基因的表达分析表明，与对照纯水处理相相比，Hpa1和功能片段Hpa110-42处理的花生叶片中韧皮部防卫相关基因中的GSL4、GSL12、Lectin1和Cas1显著上调表达，乙烯通路的标致因子ETR1，以及下游通路中的抗虫基因EIN2在表达量上也显著上调，而GSL是调控胼胝质合成的关键基因，Lectins是调控植物凝集素类韧皮部蛋白的关键基因，正是这些基因的上调表达，正向调控了韧皮部防卫反应，有效抑制蚜虫对花生的取食活动，降低植物茎叶上虫口密度。
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