P746大豆抗蚜基因的功能分析及誘導(dǎo)抗蚜蟲研究.pdf

1、大豆蚜蟲是危害大豆生產(chǎn)安全的重要害蟲之一，夏寄主主要為栽培及野生大豆。生產(chǎn)上防治大豆蚜蟲主要使用殺蟲劑，危害農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，也易導(dǎo)致蚜蟲耐藥性的發(fā)生。
　　我國(guó)是大豆蚜蟲的發(fā)源地之一，北美已經(jīng)鑒定了4個(gè)蚜蟲生物型，但國(guó)內(nèi)缺少這方面的研究?？寡链蠖剐缕贩N的培育必需首先明確各地蚜蟲的生物型。本研究為明確對(duì)上海大豆蚜蟲具有抗性的大豆資源P746在抗蚜育種中的應(yīng)用價(jià)值，利用11份國(guó)內(nèi)外大豆資源，通過(guò)2年的選擇性和非選擇性實(shí)驗(yàn)，對(duì)長(zhǎng)春、濟(jì)南、

2、上海和貴陽(yáng)4地大豆蚜蟲進(jìn)行生物型分化的研究，鑒定結(jié)果表明，4地蚜蟲在6個(gè)抗性資源上的抗蟲譜都不同，屬于不同的生物型，將其命名為CB1-CB4（CB:China Biotype），并建立一套鑒別寄主。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)P746對(duì)長(zhǎng)春和濟(jì)南的大豆蚜蟲也具有抗生性抗性，表明P746是具有廣譜抗性的新抗源，最有潛力用于培育適宜在多地區(qū)種植的抗蚜大豆新品種。
　　在前期分子標(biāo)記的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)P746中的3個(gè)絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶基因的蚜蟲誘導(dǎo)表達(dá)

3、分析，發(fā)現(xiàn)其中的Gm13g40530基因的表達(dá)量最高，屬于誘導(dǎo)表達(dá)型基因，將其命名為GmSTPK1（Glycine max Serine/Threonine Protein Kinase1），并克隆到該基因的完整開(kāi)放閱讀框，屬于NBS-LRR（Nucleotide Binding Site-Lecine Rich Repeat）類抗性基因，氨基酸序列中含有一個(gè)與伴刀豆球蛋白 A類似的凝集素/葡聚糖酶的功能域，1個(gè)絲氨酸-蘇氨酸/酪氨酸蛋

4、白激酶催化域及1個(gè)ATP結(jié)合位點(diǎn)，與菜豆的親緣關(guān)系最近。該基因編碼的蛋白定位于膜系統(tǒng)上。將該基因轉(zhuǎn)入大豆毛狀根和擬南芥中，可以分別提高對(duì)大豆蚜蟲和煙蚜的抵抗能力，表明該基因具有廣譜抗性的特征，在植物的抗蚜蟲育種方面具有重要應(yīng)用價(jià)值。
　　通過(guò)激發(fā)植物自身的抗性來(lái)抵御病蟲害的侵襲即誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性，在防治農(nóng)業(yè)害蟲方面越來(lái)越受到重視。本研究選用β-氨基丁酸（DL-β-aminobutyric acid，BABA）作為誘導(dǎo)劑，在選擇性和非選

5、擇性實(shí)驗(yàn)中經(jīng)25 mM BABA灌根處理的大豆幼苗上的蚜蟲數(shù)量都顯著低于對(duì)照。BABA誘導(dǎo)抗蚜性的機(jī)理包括：提高5個(gè)抗性酶（PAL，PPO，POX，CHI和GLU）的活性；激活苯丙氨酸代謝通路基因的表達(dá)，提高大豆葉片異黃酮和木質(zhì)素的含量；增強(qiáng)胼胝質(zhì)的沉積。葉面噴施濃度為1 g/L的BABA也可以顯著降低蚜蟲的數(shù)量，誘導(dǎo)抗性對(duì)4個(gè)蚜蟲生物型均有效果，表明 BABA具有誘導(dǎo)植物產(chǎn)生廣譜性抗性的特點(diǎn)及其在病蟲害的綜合防控方面的應(yīng)用前景。