摘要
高粱是世界上最重要的粮食作物之一，也是饲用、工业和能源开发的重要原料。高粱蚜是危害高粱的主要害虫之一，由于其繁殖力极强，严重降低了高粱的产量和品质。植物激素在植物抵御病原菌/昆虫的入侵防御系统中占据着重要地位。水杨酸(SA)可以诱导植物对各种病原菌/昆虫产生抗性，且SA的过度积累能够干扰生长素(IAA)应答。RMES1位点A、B基因共同参与了高粱的抗蚜反应，但其如何通过调控激素参与抗蚜的机制尚不清楚。本研究以高粱抗蚜品种HN16(WT，包含RMES1位点A、B两基因)与感蚜突变体asm1(RMES1位点B基因突变)和asm2(RMES1位点A基因突变)作为研究材料，通过分析蚜虫取食过程中的转录组数据和内源激素含量变化，结合外施激素实验，解析RMES1基因介导的抗蚜反应中SA/IAA信号途径的变化规律，为高粱抗蚜育种提供理论依据。主要结果如下： 1.Venn图分析发现，WT与asm1，WT与asm2间存在着大量的差异表达基因；KEGG富集分析及热图分析发现，富集到的SA和IAA途径基因共计33个；重点关注SA和IAA途径基因，对其表达量进行验证，结果与转录组数据基本吻合；蚜虫取食过程中内源激素含量测定发现，RMES1介导的抗蚜反应中增加了SA的积累，减少了IAA的积累。说明RMES1介导的抗蚜反应中改变和激活了SA和IAA途径。 2.外施SA抗性鉴定发现，SA正调控高粱对蚜虫的抗性反应，SA信号途径marker基因的表达量进行分析，进一步证明SA正调控高粱对蚜虫的抗性反应；其他激素途径marker基因的进行表达模式分析发现，RMES1基因介导的抗蚜反应中SA与CK和IAA间可能存在互作；外施IAA抗性鉴定发现，IAA负调控高粱对蚜虫的抗性反应，IAA信号途径marker基因的表达模式分析，进一步证明了IAA的负调控反应，且RMES1中A、B基因的突变使得该负调控作用进一步增强。 3.外施SA/IAA抗性鉴定发现，SA与IAA间存在互作，RMES1介导的抗蚜反应中激活了SA信号途径，同时抑制了IAA的应答反应；SA、IAA途径marker基因的表达量分析结果与抗性鉴定结果吻合，进一步证实SA与IAA是互作的。 4.与突变体相比，外施SA条件下和蚜虫取食过程中WT中SbPAL基因的表达均显著升高，而SbICS1基因的表达却明显降低；且与突变体相比，蚜虫取食过程中WT中PAL的酶活水平显著升高，而ICS1的活性却没有明显变化。故，推测RMES1基因介导的抗蚜反应中SA是通过苯丙烷途径合成的。 5.通过菌落PCR鉴定、质粒的双酶切鉴定以及测序结果，证明RMES1位点A、B基因的VIGS表达载体构建成功，可用于下一步VIGS实验。
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