在擬南芥—昆蟲互作模式系統(tǒng)下綜合寄主植物抗性和生物防治的研究.pdf

1、寄主植物抗性和生物防治是兩種主要的可持續(xù)的害蟲防治方法。這些方法通常是獨(dú)立發(fā)展的。然而寄主植物的特征能夠顯著地影響生物防治的效力，因此當(dāng)在一個(gè)育種程序中改變了植物的特性時(shí)，其對(duì)生物防治的意義也應(yīng)被加以研究。此外，這也可以為選育與生物防治極好兼容的植物提供機(jī)會(huì)。 以寄主植物抗性為目標(biāo)的育種有著悠久的歷史。然而在過去數(shù)十年中一個(gè)新的發(fā)展就是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)產(chǎn)生抗蟲抗病的植物。在最近幾年，植物基因工程使得外源基因轉(zhuǎn)入寄主植物成為可能，使

2、它具有抗蟲性或使寄主植物產(chǎn)生遭到植食性昆蟲攻擊后可以吸引害蟲天敵的揮發(fā)物。在本論文中通過轉(zhuǎn)基因方法改進(jìn)了擬南芥植物對(duì)植食性昆蟲的直接和間接防御，旨在評(píng)價(jià)帶有不同基因的轉(zhuǎn)基因擬南芥對(duì)植食性昆蟲小菜蛾直接防御和間接防御的影響。 來自芥菜的蛋白酶抑制劑(芥菜胰蛋白酶抑制劑2，MTI2)被用于對(duì)小菜蛾(Plutellaxylostella)影響的研究，MTI2轉(zhuǎn)基因擬南芥不影響小菜蛾的荷蘭種群和中國種群的表現(xiàn)。我們的數(shù)據(jù)表明，小菜蛾的腸

3、道酶對(duì)MTI2是不敏感的，這可以被解釋為MTI2的特定失活。很顯然，小菜蛾通過使MTI2失活來保護(hù)自己免受這種蛋白酶抑制劑的作用。而這具有生態(tài)學(xué)意義，因?yàn)镸TI2是其蕓薹屬寄主植物防御的組成部分。 萜類化合物是參與許多植物間接防衛(wèi)的植物揮發(fā)物的一種。本研究開發(fā)了芳樟醇合酶基因在害蟲誘導(dǎo)產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因擬南芥植物中的可用性，并且創(chuàng)造了由來自馬鈴薯蛋白酶抑制劑2啟動(dòng)子PI2控制的LIS基因的轉(zhuǎn)基因擬南芥。結(jié)果顯示芳樟醇合成酶可以被茉莉酮酸

4、甲酯的應(yīng)用所誘導(dǎo)，但不能被小菜蛾侵害所誘導(dǎo)。 為研究一種利用轉(zhuǎn)基因方法綜合植物的直接防御和間接防御，一個(gè)編碼產(chǎn)生Bt毒素的基因和一個(gè)編碼產(chǎn)生芳樟醇合酶的基因被整合到擬南芥中作為模型。數(shù)據(jù)顯示，在擬南芥中攜帶Bt和LIS基因的雜交系結(jié)合了對(duì)小菜蛾幼蟲的毒性(由于Bt)和對(duì)小菜蛾成蟲的排斥性(由于LIS)。此外當(dāng)植物受到傷害時(shí)，芳樟醇的釋放也會(huì)影響寄生蜂的行為。被小菜蛾侵害的雙轉(zhuǎn)基因植物比完好無損的雙轉(zhuǎn)基因植物對(duì)半閉彎尾姬蜂(Dia