【摘 要】
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植物被昆虫取食诱导后会释放大量的挥发物,这些挥发物在植物直接防御与间接防御中发挥着至关重要的作用。近年来,基于虫害诱导挥发物的化学生态调控技术成为农业害虫绿色防控的重点方向。本文通过研究棉花被棉铃虫取食诱导后的挥发物谱与转录组变化,克隆了一个倍半萜合成酶基因Gb TPS1,并进行了体外酶促反应,进一步测定了两种酶活产物对棉铃虫取食行为及生长的影响。主要研究结果如下:1.不同栽培种棉花的挥发物谱结果
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植物被昆虫取食诱导后会释放大量的挥发物,这些挥发物在植物直接防御与间接防御中发挥着至关重要的作用。近年来,基于虫害诱导挥发物的化学生态调控技术成为农业害虫绿色防控的重点方向。本文通过研究棉花被棉铃虫取食诱导后的挥发物谱与转录组变化,克隆了一个倍半萜合成酶基因Gb TPS1,并进行了体外酶促反应,进一步测定了两种酶活产物对棉铃虫取食行为及生长的影响。主要研究结果如下:1.不同栽培种棉花的挥发物谱结果表明,棉铃虫取食能够诱导棉花释放大量挥发物,主要分为萜烯挥发物、脂肪酸衍生物、莽草酸衍生物三大类。海岛棉挥发物的数量与含量多于陆地棉和亚洲棉。其中α-蒎烯,月桂烯和（R）-柠檬烯等萜烯挥发物显著增多。2.转录组结果表明,棉铃虫取食后海岛棉诱导5629个基因差异表达,其中2460个基因显著上调。棉铃虫取食激活以JA信号途径为主的植物激素信号网络,以及防御相关的次生代谢物生物合成途径,而抑制生长相关的光合作用。3.从海岛棉转录组数据中筛选并克隆了一个萜烯合成酶基因Gb TPS1,Gb TPS1的开放阅读框为1653 bp,编码551个氨基酸,属于TPSa家族,该基因在棉铃虫取食后上调表达。体外酶促反应表明Gb TPS1蛋白能够催化法尼基焦磷酸生成芹子烯（48.20%）、古芸烯（32.65%）和榄香烯（19.15%）,催化橙花基焦磷酸生成（R）-柠檬烯。4.棉铃虫幼虫行为选择测定表明,0.1 mg/m L、1 mg/m L和10 mg/m L榄香烯和（R）-柠檬烯对棉铃虫幼虫具有显著驱避作用。非选择饲喂生测表明,榄香烯（2 ng/g,20 ng/g和200 ng/g）与柠檬烯（4.5 ng/g,45 ng/g和450 ng/g）均能显著提高棉铃虫幼虫死亡率。本文研究结果可为棉花抗虫新基因的挖掘提供参考,有助于设计害虫防控新策略,应用于棉田害虫绿色防控实践。
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