检索历史 清除

摘要γ-氨基丁酸(GABA)是广泛存在于植物中的一种四碳非蛋白氨基酸，近期研究提出植物GABA作为一种防御性物质在抵抗昆虫取食过程中发挥重要作用。然而目前关于植物响应昆虫取食引起GABA积累的机制及其对植物防御信号途径的作用机理仍然不清楚。探究GABA合成以及代谢在植物响应昆虫取食过程中的作用以及植物内源GABA在相关防御反应中的功能有利于深入了解植物抵抗植食性昆虫的策略，对植物虫害生物防治具有重要的理论指导意义。本研究以拟南芥(Arabidopsis thalianaL.)的野生型(Col-0)及其GABA转氨酶功能缺失突变体pop2-1为植物材料，结合运用高效液相色谱、实时荧光定量PCR技术以及相关生物学手段探究了植食性昆虫小菜蛾（Plutella xylostella L.）和甜菜夜蛾（Spodoptera exigua H.）取食对拟南芥内源GABA含量的影响及其作用机制、GABA在拟南芥抵抗植食性昆虫相关防御反应中的作用机理。<br>　　主要研究结果如下:<br>　　1.小菜蛾、甜菜夜蛾幼虫取食以及机械损伤引起拟南芥叶片GABA含量显著升高;昆虫取食处理后Col-0幼苗叶中GABA支路中关键基因GAD1、GAD2、GAD4以及P1P2显著上调表达，pop2-1中GAD1、GAD4显著上调表达。<br>　　2.高浓度GABA饲喂处理显著抑制甜菜夜蛾、小菜蛾幼虫的生长量并且降低其成活率;拟南芥POP2突变降低甜菜夜蛾、小菜蛾对于植株的选择性取食率并且降低其幼虫取食量。<br>　　3.Col-0与pop2-1中LOX6的相对表达量存在显著差异，外源GABA处理显著影响拟南芥幼苗叶中的脂氧合酶LOX2、LOX3、LOX6的表达;拟南芥POP2突变引起的内源GABA积累不影响昆虫取食诱导的JA相关防御基因PDF1.2、VSP1、VSP2、Thi2.1的表达。<br>　　本研究初步揭示了昆虫取食刺激拟南芥叶片GABA积累的机制以及GABA在植物抗虫相关防御反应中的作用机理，为植物抗虫防御策略以及植物GABA的生理功能研究提供了理论基础，并且为植食性害虫的生物防治提供理论指导。