P746大豆抗蚜基因的功能分析及誘導抗蚜蟲研究.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，也易導致蚜蟲耐藥性的發(fā)生。
　　我國是大豆蚜蟲的發(fā)源地之一，北美已經(jīng)鑒定了4個蚜蟲生物型，但國內(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。本研究為明確對上海大豆蚜蟲具有抗性的大豆資源P746在抗蚜育種中的應用價值，利用11份國內(nèi)外大豆資源，通過2年的選擇性和非選擇性實驗，對長春、濟南、

2、上海和貴陽4地大豆蚜蟲進行生物型分化的研究，鑒定結(jié)果表明，4地蚜蟲在6個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，發(fā)現(xiàn)P746對長春和濟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。
　　在前期分子標記的基礎上，通過對P746中的3個絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶基因的蚜蟲誘導表達

3、分析，發(fā)現(xiàn)其中的Gm13g40530基因的表達量最高，屬于誘導表達型基因，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與伴刀豆球蛋白 A類似的凝集素/葡聚糖酶的功能域，1個絲氨酸-蘇氨酸/酪氨酸蛋

4、白激酶催化域及1個ATP結(jié)合位點，與菜豆的親緣關系最近。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用價值。
　　通過激發(fā)植物自身的抗性來抵御病蟲害的侵襲即誘導系統(tǒng)抗性，在防治農(nóng)業(yè)害蟲方面越來越受到重視。本研究選用β-氨基丁酸（DL-β-aminobutyric acid，BABA）作為誘導劑，在選擇性和非選

5、擇性實驗中經(jīng)25 mM BABA灌根處理的大豆幼苗上的蚜蟲數(shù)量都顯著低于對照。BABA誘導抗蚜性的機理包括：提高5個抗性酶（PAL，PPO，POX，CHI和GLU）的活性；激活苯丙氨酸代謝通路基因的表達，提高大豆葉片異黃酮和木質(zhì)素的含量；增強胼胝質(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，誘導抗性對4個蚜蟲生物型均有效果，表明 BABA具有誘導植物產(chǎn)生廣譜性抗性的特點及其在病蟲害的綜合防控方面的應用前景。