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朱砂叶螨(Tetranychus cinnabarinus(Boisduval))是一种严重发生和危害的世界性害螨,也是我国木薯生产中最重要的害螨之一。目前,各木薯产区对于朱砂叶螨的防治仍依赖于化学药剂,但存在喷药难,农药有效利用率低、使用频率与剂量不断加大和"3R"等严重问题,寻求符合环保要求的新的防治策略和方法成为我国现代木薯产业发展中亟待解决的重要课题。抗虫品种的培育与利用被认为是最经济、最有效、最简便的方法,已在国内外害虫(螨)防控中广泛示范与应用推广。作者系统开展了MeC u/ZnSOD和MeCAT1基因克隆及其在木薯抗螨中的功能验证工作,为木薯抗螨新种质的创制与利用及抗螨分子机理研究和抗螨分子设计育种提供了资源支撑与理论依据。1.通过抗螨性鉴定,获得了遗传稳定的抗性木薯种质C1115和感性木薯种质BRA900,并在明确木薯抗螨性的生物学基础与酶学防御效应基础上,进一步克隆了木薯抗螨相关超氧化物歧化酶(MeCu/ZnSOD)和过氧化氢酶(MeCAT1)基因,获得了转MeCu/ZnSOD+Me CAT1双基因株系。2.发现转MeCu/ZnSOD+MeCAT1双基因株系受活性氧胁迫后叶组织内SOD和CAT活性增加了20%-30%,活性氧清除能力显著提高,而非转基因感螨木薯种质无显著变化。3.取食转MeCu/ZnSOD+Me CAT1双基因植株叶片后的朱砂叶螨的平均每雌虫产卵量、成螨寿命和后代卵孵化率均显著低于非转基因感螨木薯种质,但均与取食抗螨木薯种质对照C1115无显著差异;取食转基因木薯株系植株叶片后的朱砂叶螨卵期、幼螨期、前若螨期、后若螨期和卵到成螨的发育历期分别显著长于非转基因感螨木薯种质对照,但均与取食抗螨木薯种质对照C1115的无显著差异,说明转MeCu/ZnSOD+MeCAT1双基因木薯株系对朱砂叶螨具有与C1115相当的抗性水平。4.取食转基因木薯株系植株叶片后的朱砂叶螨各龄期体内保护酶SOD和CAT活性均显著降低,但均与取食抗螨木薯种质对照C1115无显著差异。相关性分析结果表明,转基因木薯抗螨性与取食转基因木薯后的朱砂叶螨各龄期体内保护酶SOD和CAT活性降低幅度呈显著正相关,进一步说明转MeCu/ZnSOD+MeCAT1双基因木薯株系对朱砂叶螨具有与C1115相当的抗性水平。上述结果表明,转MeCu/ZnSOD+MeCAT1双基因植株能显著抑制朱砂叶螨的发育、繁殖及体内保护酶活性,并在田间表现出与抗螨种质C1115对朱砂叶螨相同的抗性,从而直接证明了MeCu/ZnSOD和Me CAT1为木薯抗螨相关基因及其在木薯抗螨中的功能与作用,创新了植物抗虫基因工程内容和SOD、CAT理论与应用途径。