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白背飞虱Sogatella furcifera(Horvath)是水稻上重要的害虫,它不仅可以通过取食水稻韧皮部汁液直接危害水稻,还能传播水稻黑条矮缩病毒等,对水稻的生产造成了严重的影响。白背飞虱与水稻的取食互作中,会分泌水状唾液和胶状唾液。这两种唾液在降解植物组织,抑制或诱导植物的防御反应中发挥着重要的作用。本实验针对白背飞虱三种唾液基因多铜氧化酶4(multicopper oxidase 4,MCO4)、黏液样蛋白(mucin-like)和内切-β-1,4-葡聚糖酶(endo-β-1,4-glucanase,SfEG1),研究了它们在白背飞虱取食过程中的作用以及对水稻防御反应的诱导作用,从而为白背飞虱的防治提供参考。主要的研究结果如下:1.白背飞虱MCO4基因的沉默研究。通过对白背飞虱MCO4基因的序列分析,我们认为MCO4是白背飞虱的分泌蛋白,MCO4被RNAi沉默后,白背飞虱的存活率显著降低。与取食水稻感虫品种TN1相比,取食水稻抗虫品种IR26的白背飞虱MCO4表达量显著增加,且成虫体重显著降低。进而推测MCO4是取食过程的重要基因,对于白背飞虱克服水稻防御反应,完成取食过程具有重要的作用。2.白背飞虱SfEG1基因的沉默研究。SfEG1基因是白背飞虱唾液腺的高表达基因。通过与褐飞虱同源序列的比对我们获得了白背飞虱SfEG1基因1 430 bp。利用显微注射法顺利沉默了白背飞虱的SfEG1基因。我们发现白背飞虱在沉默SfEG1基因后,在TN1水稻上的存活率显著降低,成虫体重显著下降。蜜露量的分泌量显著减少。利用EPG技术检测其取食行为的变化,结果显示白背飞虱在沉默SfEG1后取食行为受到了明显的干扰,无法顺利取食到水稻的韧皮部汁液,且单次取食过程时常发生中断。我们利用沉默SfEG1基因的白背飞虱取食TN1水稻,检测水稻内源茉莉酸和水杨酸含量的变化,结果显示白背飞虱在沉默SfEG1基因后水稻内源水杨酸的含量在6,12,24,48 h时均显著低于受注射dsGFP白背飞虱为害的对照组,而茉莉酸的含量并未受到影响。因此SfEG1是白背飞虱取食的重要基因,对于诱导植物防御反应具有重要的作用。3.白背飞虱mucin基因沉默与水稻的互作研究。白背飞虱的mucin基因对于其唾液鞘形成起重要作用。沉默目的基因的白背飞虱取食水稻,与受注射dsGFP白背飞虱为害的对照组相比,水稻中内源茉莉酸和水杨酸的含量均在取食24 h时显著低于对照组。我们推测这可能是由于mucin基因是白背飞虱的致死基因,取食24 h,白背飞虱由于取食行为受到持续干扰,导致刺探能力大大减弱,进而导致水稻防御反应减弱。