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髓细胞组织增生蛋白(Myelocytomatosis proteins,MYC)类转录因子,是植物激素茉莉酸(Jasmonic acid,JA)响应途径中的激活转录因子,广泛存在于动植物中。MYC2转录因子属于bHLH类转录因子家族,是当前MYC类转录因子中研究最透彻的一个。随着对植物抗生物逆境不断深入研究,MYC2参与防御的功能被不断报道。在对咀嚼式口器昆虫的研究中发现外源脱落酸(Abscisic acid,ABA)能够增强了拟南芥转录因子MYC2的表达,从而提高了植株抗虫性。褐飞虱刺吸韧皮部汁液危害水稻,我们前期研究发现外源ABA处理增强了水稻对褐飞虱的抗性。外源ABA处理是否影响OsMYC2表达,从而影响水稻对褐飞虱的抗性?本文进一步筛选出水稻转录因子OsMYC2,对其结构功能进行生物信息学分析,利用CRISPR/Cas9技术构建OsMYC2基因定向突变的重组载体,利用该载体遗传转化中花11(ZH11)水稻,对转化株进行筛选及突变鉴定,获得了水稻基因的突变株;检测突变体对褐飞虱的抗性,同时对褐飞虱取食突变体水稻进行转录组学分析,为水稻抗褐飞虱机理提供新的探索。结果如下:1.转录因子OsMYC2的筛选、时空表达及其生物信息学分析ABA喷施处理水稻后12、48 h,OsMYC2的表达量与对照相比显著上升,24 h OsMYC2表达显著下降。OsMYC2在不同时期被测水稻组织中均有表达,且在苗期叶鞘中表达量最高,其次分蘖期叶片,苗期叶鞘与分蘖期叶片中的表达都显著高于同期的其他组织。并完成了结构域分析、三级结构预测、系统发育树构建和蛋白序列同源性比对,了解了 OsMYC2的结构和进化信息。2.利用CRISPR/Cas9技术构建水稻转录因子osmyc2突变体及过表达植株利用CRISPR/Cas9技术构建水稻osmyc2突变体,通过T0代测序,发现五种杂合品系和一种纯合品系,但纯合突变体未收到种子。T1代种子繁育后,收获T2代种子,再次进行鉴定,筛选出碱基变化1bp的突变体Line 1和碱基减少7bp的突变体Line 2。构建osmyc2的过表达品系水稻。3.osmyc2突变体水稻的抗虫性鉴定褐飞虱取食后,突变体品系与对照相比平均受害水平更高,植株功能损失指数更大;突变体Line1和Line 2在代表韧皮部取食的N4波时间均显著长于对照;Line 1突变体更能够吸引褐飞虱的取食。褐飞虱取食后,突变体品系中与水稻耐虫性相关的激素3-吲哚-乙酸、玉米素和水杨酸含量显著下降;在WT中,与趋避性相关的激素氨基环丙烷羧酸含量显著上升,而在两个突变体品系中,接虫前后无显著变化,这表明转录因子OsMYC2可能作为水稻调控防御褐飞虱的正调节因子。4.褐飞虱取食osmyc2突变体的转录组学分析转录组数据分析显示,褐飞虱处理后,WT、Line 1和Line 2分别有1088、1150和1428个基因差异表达,Line1、Line 2与ZH11相比较,分别有3114和646个差异基因;Line 1+BPH、Line 2+BPH与WT+BPH比较,有3071和1267个差异基因。通过GO和KEGG通路富集分析结果显示,OsMYC2参与到苯丙烷代谢通路中,能够正向调控类黄酮和木质素等防御相关代谢物,同时也参与到萜类代谢通路中,正向调控二萜类代谢物,此外,敲除突变体许多抗病基因差异性表达,说明OsMYC2是调控诱导水稻防御反应相关基因的重要因子。