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甘蔗(Saccharum spp.hybrids)是最重要的糖料作物,主要分布我国广东、广西、海南、云南等省(自治区),约占我国食糖总产92%,为保障我国食糖安全起着不可替代的作用。粘虫(Mythirnna separata)属鳞翅目夜蛾科,危害甘蔗在内的多达16科300种以上农作物,大发生时可将作物叶片全部食光,导致严重经济损失。近年来,在我国广西、云南和贵州部分蔗区间歇性爆发,为害严重的蔗田甘蔗叶片被粘虫吃成缺刻,甚至只剩下中梗,对甘蔗生长造成严重影响。目前生产上对粘虫的防治多为化学防治,化学农药的长期使用必将导致害虫抗药性提高,影响环境生态安全。培育和利用抗虫品种是防治害虫最经济有效的方法,由植食性昆虫引起的植物防御反应对挖掘植物内源抗虫基因具有重要参考价值,可为培育抗虫品种提供重要的基因资源。此外研究表明,茉莉酸甲酯(MeJA)的喷施可诱导植物相关防御基因的激活、防御物质的产生进而增加植物防御水平,在植物逆境胁迫响应和生长发育调节中有重要作用。因此,研究甘蔗在害虫取食和外源MeJA喷施诱导下内源基因的变化,有望揭示甘蔗内源抗虫机制,明确虫害取食和外源MeJA诱导下甘蔗防御基因表达异同,为甘蔗抗虫基因的挖掘以及利用MeJA进行抗性筛选提供理论参考。因此,本文分别通过对粘虫取食甘蔗或茉莉酸甲酯(MeJA)喷施胁迫下,不同时间点(0h、12h和24h)的甘蔗叶片进行转录组测序,研究甘蔗在粘虫取食胁迫或茉莉酸甲酯诱导下内源基因的应答反应及两者之间的关系;根据转录组序列,克隆了甘蔗茉莉酸通路上几个重要基因,采用qRT-PCR的方法,验证该类蛋白与在粘虫取食诱导和MeJA胁迫下的关系。研究结果旨在探索甘蔗内源基因响应粘虫取食的变化,明确甘蔗自身抗虫防御蛋白功能与MeJA诱导胁迫之间的关联性,为揭示甘蔗的诱导防御机制,挖掘甘蔗抗虫基因,以及利用MeJA在植物抗虫性鉴定及抗虫基因挖掘中提供重要参考和理论依据。全文的主要的研究结果如下:1.从粘虫取食胁迫(Bite-12h、Bite-24h)、MeJA喷施(MeJA-12h、MeJA-24h)及对照处理(CK-0h)的转录组RNAseq测序结果中,共得到112788个差异基因及其相对表达量。其中,显著差异基因Bite-12h Vs CK、Bite-24h Vs CK、MeJA-12h Vs CK和MeJA-24h VsCK四组分别上调9460、8780、7218和6955个基因,下调基因数分别为4202、1768、7654和3186个。2.根据GO注释表明粘虫取食与MeJA胁迫处理引起的甘蔗防御反应有类似的效果尤其在差异上调基因的表达模式上,而下调的差异基因的在粘虫取食与MeJA胁迫下存在着较大差异。而KEGG Pathway富集分析结果显示,在植物激素通路尤其是茉莉酸通路、转录因子通路、苯丙烷通路等代谢通路上,粘虫取食与MeJA喷施处理中都有大量差异基因富集。3.根据转录组测序结果,成功克隆了茉莉酸(JA)合成通路上6个相关基因(ScAOC、ScAOS、ScCOI1、ScCOI2、ScJMT和ScLOX)的全长序列,并进行了生物信息学分析。对这些基因进行qRT-PCR检测,发现这些基因的表达倍数变化趋势与转录组数据基本吻合,其中ScAOS和ScLOX在两种外界胁迫下均表现出相同的上调趋势,而ScAOS则只在粘虫取食胁迫下高表达。