南方农业学报

作者：卢柏亦, 蒋哲, 鄢柳慧, 钟小惠, 李晶莹, 黄福钢, 李发活, 莫德原, 邱永福,

关键词：水稻, 褐飞虱, 稻瘿蚊, 转录组,

【目的】筛选出同时响应褐飞虱和稻瘿蚊取食的基因，揭示水稻幼苗应对2种害虫时基因表达层面的差异，为后续挖掘广谱抗虫基因和解析水稻抗虫机制打下理论基础。【方法】以水稻品种9311为供试植物，分别对15日龄的水稻幼苗进行褐飞虱和稻瘿蚊接虫处理，观测幼苗表型，并通过转录组测序技术分别对褐飞虱接入后24 h和稻瘿蚊接入后7 d的水稻幼苗进行转录组测序。以水稻日本晴基因组作为参考基因组进行对比，利用FPKM法计算基因表达量，设定参数（|log2 FC|>1且P<0.05）筛选差异表达基因。结合基因差异表达分析和功能富集分析，研究水稻响应2种害虫的机制异同点。【结果】鉴定出响应褐飞虱取食的差异表达基因3963个，响应稻瘿蚊取食的差异表达基因1206个，有251个差异表达基因同时响应2种害虫，其中108个具有相同表达模式，143个具有相反表达模式。GO功能注释分析表明，褐飞虱取食显著影响植物体内细胞壁合成和缺水响应，而稻瘿蚊取食则对植物光合作用的影响更显著，具有相同表达模式的差异表达基因主要富集在光合作用、水杨酸合成、茉莉酸信号转导和伤害响应等生物学功能，而具有相反表达模式的差异表达基因仅富集在乙醛酸循环。KEGG信号通路富集分析表明，褐飞虱和稻瘿蚊取食均显著影响植物体内次生代谢物的合成，相同表达模式的差异表达基因富集到MAPK信号通路、植物激素信号转导通路及光合作用等6个通路，而相反表达模式的差异表达基因没有富集的通路。【结论】水稻应对褐飞虱和稻瘿蚊的基因表达调控存在相同点和不同之处，共响应2种害虫的调控通路可能在水稻抗虫过程中发挥重要作用。

来源：2022年第3期

《南方农业学报》期刊编辑部

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