萜烯合酶对褐飞虱摄食偏好有哪些影响？Rathu Heenati（RH）是含有BPH 3的传统斯里兰卡水稻品种，褐飞虱（BPH）抗性稳定性使该菌株成为湄公河次区域最受欢迎的抗性之一，该次区域的水稻生产非常密集。泰国茉莉香米KDML105（KD）是对BPH最敏感的品种之一，其BPH抗性最近通过与RH染色体3上RM589相关的关键Bph6区域的回交渗入而得到改善。
3F5开发了主要在渗入区域不同的等基因系（IL）。Affymetrix Rice GeneChip阵列用于仔细检查6号染色体上的关键图谱区域，以简化BPH 3的基于图谱的克隆。来自四个IL的基因组DNA库具有通常遗传的RH BPH抗性 - UBN3078-101-342-4-162（IL162），UBN3078-101-342-4-283（IL283），UBN3078-101-342-6-302（IL302）和UBN3078-101-432-6-308（IL308）——用于比较KD基因组DNA的单特征多态性（SFP）图谱。
SFP映射按照Kumar等人2007开发的协议进行，未观察到样品或重复之间的显著差异。对微阵列进行了统计分析，并通过确定阵列中每个完全匹配（PM）探针的杂交差异来预测SFP。以30%的错误发现率，选择了157个PM探针进行进一步调查。只有99个SFP在水稻核基因组中具有独特的位置；其余58个SFP位于多个位置，没有位置或细胞基因组中。这99个SFP位于整个水稻基因组的84个注释基因上。五个SFP位于6号染色体上，并且都在关键映射的位置之外（图1A）。
这一观察结果与另一个研究小组进行的BPH感染RH的表达分析一致，该研究小组未在Bph3候选区域中鉴定出任何基因。相比之下，一半的SFP位于4号染色体上，其中来自RH的另一个BPH抗性基因（Bph17）以及其他BPH抗性基因（Bph12（t），Bph15，Bph20（t），Qbph2和Qbph4）先前已被绘制。
将含SFP的基因分为各种官能团，如图1C所示。最大的一组包含具有未知功能的基因，例如表达的蛋白质，假设的蛋白质和未表征的蛋白质。转座子和反转录转座子构成了第二大组。最重要的发现是在第三丰度组中鉴定出编码代谢酶的10个基因，其中包括三个编码萜烯合酶（TPS）的基因。这些酶参与称为萜类化合物的次生代谢物的生物合成，萜类化合物是参与植物食草动物防御机制的一大类挥发性化合物。 第四丰度组包括3号、4号、8号和10号染色体上的七个R基因样序列。这些发现表明，几个次要的定量性状位点（QTLs）可能会在RH和ILs的稳定BPH抗性方面加强BPH 3。最后三组包含参与蛋白质磷酸化过程、转录因子和转运蛋白的基因。
采用单特征多态性（SFP）定位84个候选基因。对香稻品种KDML15（KD）和ILs中105个候选基因在正常条件下的表达分析揭示了两个差异表达序列。料斗饲喂后，只有一个候选基因Os04g27430差异表达。Os04g27430编码一个假定的倍半萜合酶（STPS）基因，该基因是由IL中的BPH喂养诱导的。在三个选定的IL中进行的抗异种测试揭示了STPS在稻与昆虫相互作用的前120小时内在昆虫偏好中的重要作用。鉴定了外显子5中导致易感水稻系中4个氨基酸缺失的功能性SNP。此外，还鉴定了与三个转录结合位点相关的另外三个SNP，这可能解释了Os27430g在抗喂养测试期间的差异反应。
结论：
这项研究清楚地表明，Bph3临界区和至少84个其他基因已经转移到ILs中。这一意想不到的发现可能是在实施标记辅助选择之前育种计划中使用的表型选择过程的结果。这些基因可能在IL水稻植物的BPH抗性机制中与BPH 3起到互补作用。在这项研究中，Os04g27430被确定为BPH喂养诱导的STPS，可能参与RH的BPH抵抗机制。该基因可能通过干扰BPH沉降来参与抗异种机制。
参考文献：
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