紫花苜蓿是一种重要的牧草资源,而苜蓿蚜虫的大规模爆发会严重影响苜蓿的产量和品质。关于苜蓿抗虫的研究已有很多,但是对于如何防治和避免蚜虫的危害依然没有有效的方法。此外对于紫花苜蓿的抗逆性研究多集中在抗寒、抗旱及耐盐方面,涉及到分子层面的抗虫研究和抗虫育种等方面都较少。本研究利用非常成熟的转录组测序技术,在转录组水平探讨分析了2种不同抗性的紫花苜蓿在豌豆蚜取食胁迫以后的差异表达基因,得到如下结果:1甘农5号紫花苜蓿(抗虫)、猎人河(感虫)豌豆蚜取食胁迫处理,取危害后48h的叶片进行转录组测序,得到6组样本的Clean Data4367Gb,平均每样本的Clean Data为73 Gb,且各样品Q30≥9141%。将甘农5号紫花苜蓿、猎人河测序数据合并组装后Unigene总数为100428条,有57266个Unigene得到注释;N50为1242;Transcript总数180150条,N50为1586,完整性较高。测序与组装数据比对后,Mapped Reads占总的Clean Reads 70%以上,测序文库中有效数据充足,各样本的基因表达丰度较高。2用DESeq2软件进行两个样本间的差异表达分析,得到差异表达基因(DEGs)2315个。甘农5号紫花苜蓿相对猎人河上调的基因165个,下调的基因2150个。共有2138个DEGs得到注释,注释到数据库COG中的有996个,GO数据库中的有1101个,KEGG数据库中的有1148个,KOG数据库中的有1701个,Pfam数据库中的有1916个,Swiss-Prot数据库中的有1318个,eggNOG数据库中的有2038个,NR数据库中的有1780个。COG、eggNOG注释后功能分类主要集中在能量转化和产生、核糖体结构与形成、氨基酸代谢和运输、信号传导机制、防御机制、碳水化合物代谢、次级代谢产物的代谢等方面。在KEGG代谢通路上的主要是植物激素信号转导、碳代谢、氨基酸生物合成、真核细胞核糖体生物起源、核糖体等方面。如植物信号传导代谢通路中的c89088、c89212基因,以及α亚麻酸代谢途径中的c73359基因,泛素介导的的蛋白质水解途经中的c75375基因,以及烯萜类骨架合成通路中有关的c89126基因,酮类的合成与降解有关的c90924基因和苜蓿抗虫性有关。这些基因通过参与代谢相关的过程从而响应蚜虫的危害。KEGG通路富集分析后发现上调表达基因中富集因子较高的有调控芥子油苷代谢有关的基因是c88736graph_c0,以及下调表达基因中调控α-亚麻酸代谢有关的基因是c73359graph_c0。这表明代谢α-亚麻酸和芥子油苷有关的基因与抗虫性相关。Unigene注释分析结果表明苜蓿生长发育和抵御蚜虫过程中这些基因发挥着不同的生物学功能。3选取了12个基因进行RT-qPCR验证,结果表明相对表达倍数与转录组结果有一定出入,但总体表达趋势一样。c88736graph_c0基因在KEGG通路中富集因子较高,所以选择与其相关的代谢产物芥子油苷通过人工饲料饲喂方式验证了其对豌豆蚜生长发育的影响。结果表明用含有芥子油苷的人工饲料饲喂两个色型豌豆蚜以后,豌豆蚜的有翅蚜率升高,存活率下降。这说明芥子油苷能显著的抑制豌豆蚜的生长发育,调控芥子油苷代谢的基因与紫花苜蓿抗虫性有关。上述研究成果可为解析苜蓿抗蚜分子机制,主要抗蚜基因的挖掘,以及苜蓿-蚜虫之间互作机制的研究和苜蓿转基因抗虫品种的选育提供理论支持。