玉米螟取食与meja诱导双重胁迫筛选玉米内源抗虫基因

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1、又舞户／李硕±研究生学位论文玉米娱取食与ＭｅＪＡ诱导双重胁造筛选玉米内源抗虫基因申请人：李大飞学号：２１２１２巧培养单位：生備学学院学科专业：生态学研巧方向：分子生态学指导教师：杨峰山教授完成时间：２０１５年３月２８日分类号UDC密级硕士研究生学位论文玉米螟取食与MeJA诱导双重胁迫筛选玉米内源抗虫基因申请人:李大飞学号:2121267培养单位:生命科学学院学科专业:生态学研究方向:分子生态学指导教师:杨峰山教授完成时间：2015年3月28日中文摘要中文摘要农田害虫与作物在长期进化中形

2、成了相互克制、相互适应的关系，明确作物自身防御蛋白抗虫作用并适时加以利用防控虫害，对促进农业可持续发展有着重大意义与应用价值。明确玉米自身抗虫防御蛋白功能与茉莉酸甲酯（MeJA）诱导及昆虫取食胁迫之间的关联性，对合理利用植物抗虫蛋白防御农业虫害具有重要指导意义。我们在前期实验中证明玉米在MeJA条件下对玉米螟生长发育产生显著影响，采用用蛋白质组学方法明确MeJA诱导玉米差异蛋白变化规律，筛选了防御蛋白基因，构建载体表达后对玉米螟具有较好的拒食活性。考虑到该类防御蛋白基因在植物转录水平应该有显著差异，我们以RNA-Seq技术方法为主

3、线，系统研究MeJA和亚洲玉米螟取食双重胁迫条件下玉米防御蛋白基因转录变化规律，以现有玉米基因组库和GeneBank数据库信息学数据为桥梁，构建玉米抗虫防御蛋白质基因图谱库，筛选有价值的防御蛋白进行序列克隆分析，采用qRT-PCR方法在玉米转录水平阐明该类蛋白与MeJA诱导和玉米螟取食的关系，解析植物的诱导防御机制，最终为利用植物自身抗虫性，实现环境友好的控制农业害虫策略提供科学依据。具体结论如下：1、完成亚洲玉米螟取食（CO组）、MeJA诱导(CJ组)以及双胁迫处理(JO组)及对照组的转录组RNA-Seq测序，鉴定了3组处理的显

4、著差异基因表达量。2、通过差异基因分布Venn图分析，初步明确了MeJA诱导与昆虫取食协同作用的关联性。3、GO注释数据表明，茉莉酸甲酯诱导对增强玉米自身防御系统与亚洲玉米螟取食的防御效果类似，有一定的共同点。4、使用KEGG筛选的15个玉米防御蛋白基因主要受茉莉酸防御信号途径调控。5、9个玉米防御蛋白基因(LOX5、BBTI2、BBTI11、BBTI12、BBTI13、Cl-1B、TPS10、DOX、A20/AN1)成功克隆的序列大小与测序结果相一致，明确-I-黑龙江大学硕士学位论文了候选抗虫基因的相关信息。6、对候选抗虫基因进

5、行qRT-PCR分析发现，所有候选抗虫基因的差异表达量均明显提高，其平均倍数变化与其转录组测序的分析结果相一致，确认了玉米内源抗虫基因；茉莉酸甲酯诱导和亚洲玉米螟取食对玉米抗虫蛋白基因LOX5、BBTI2、BBTI13、CI-1B、DOX的表达有协同作用。关键词：玉米亚洲玉米螟MeJARNA-Seq防御蛋白基因玉米抗虫机制-II-AbstractAbstractInthelong-termevolution,agriculturalpestsandcropformedarelationshipofmutualrestraint,a

6、ndadaptation,clearlyknowingpestresistantcropcharacteristicsofitsowndefenseproteinandutilizedthem,andhasimportantsignificanceandapplicationofscientificvaluetopromotethesustainabledevelopmentofagriculture.Clearingcorninsectresistantdefenseproteinsandmethyljasmonate(MeJA

7、)inducedbyinsectfeedingandrelevanceofstress,whichhasimportantguidingsignificancetotherationaluseoftheadvantagesofagriculturalpestsofplantdefense.Earlyexperimentalresultsshowthat:thecornundertheinductionofMeJAtothegrowthanddevelopmentofthecornborerhaveasignificantimpac

8、t.UsingproteomicsmethodtoclearthatwithMeJAinduced,weknowthatthelawofdifferenceproteinofcorn,screeningthedefenceproteingene,a