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大豆胞囊线虫病(Soybean Cyst Nematode,SCN)作为一种重要病害,已经逐渐成为各个国家地区研究的热点。大豆胞囊线虫病防护措施主要包括抗线剂的使用、庄稼轮作及抗性品种的培育,其中抗性植株的培育,是防治大豆胞囊线虫病最有效、最实际的措施。所以培育高产抗病的大豆植株,成为提高大豆产量、增加农民收入的重要举措。本试验筛选出在大豆胞囊线虫3号生理小种侵染前后,抗感病品种中差异表达基因,而肌醇加氧酶基因就是其中之一,命名为MIOX。大豆基因组上,也发现了和拟南芥同源的肌醇加氧酶基因,命名为GmMIOX。其基因家族包括三个基因,分别命名为GmMIOX1、GmMIOX2、GmMIOX4。本试验旨在研究在线虫胁迫下肌醇加氧酶基因的表达分析,揭示抗性品种抗大豆胞囊线虫病的分子机制。本研究分别在大豆胞囊线虫侵染后的0d、5d、10d、15d、20d、25d取样,提取RNA,反转录成为cDNA,利用半定量PCR技术检测肌醇加氧酶基因在线虫侵染前后是否存在差异。主要研究成果包括:1.利用半定量PCR技术,分别检测在抗病品种灰皮支黑豆、小粒黑豆、哈尔滨小黑豆中,GmMIOX1、GmMIOX2、GmMIOX4基因,在线虫侵染后的不同时间表达量的差异,并以不接线虫作为对照。结果发现:GmMIOX1基因在抗病品种灰皮支黑豆、小粒黑豆以及哈尔滨小黑豆均得到特异性扩增,但对照组与处理组并不存在明显差异。而GmMIOX2基因和Gm MIOX4基因部分得到特异性扩增,且处理组扩增产物明显于对照组,且差异表达明显。GmMIOX2基因和GmMIOX4基因在线虫侵染后PCR产物发生明显差异,而GmMIOX1基因在线虫侵染后对照组与处理组PCR产物并未有明显变化。推测GmMIOX2基因和GmMIOX4基因在大豆抗大豆胞囊线虫病过程中起到抗性作用。2.利用RT-PCR技术,分别从抗病品种灰皮支黑豆、小粒黑豆和哈尔滨小黑豆中分别克隆得到936bp的GmMIOX2的基因序列和939bp的GmMIOX4基因序列,利用QPCR技术明确抗感品种受大豆胞囊线虫3号生理小种侵染后,根内GmMIOX2和GmMIOX4基因表达量的变化规律。结果发现:抗病品种GmMIOX2基因在侵染后的第5d的相对表达量,均显著高于感病品种辽豆15。而GmMIOX4基因在抗病品种灰皮支黑豆、小粒黑豆和哈尔滨小黑豆,分别在侵染后的第5d、第20d、第10d相对表达量均达到最大值,且均明显高于感病品种辽豆15的相对表达量。3.根据实时荧光定量PCR试验结果,选择抗病品种中表现显著差异的处理组中的cDNA为模板,利用RT-PCR技术,克隆得到GmMIOX2和GmMIOX4基因的CDS区序列。5,端和3,分别加入Nco I和SpeI两个酶切位点,与工程质粒pGEM-T Easy连接,经双酶切后,连接过表达载体pCAMBIA1303,形成新的植物过表达载体pCAMBIA1303-MIOX2、pCAMBIA1303-MIOX4。4.将构建好的植物过表达载体转入本氏烟草叶片中,48小时后激光共聚焦显微镜观察荧光位置,并用了注射了重悬buffer的叶片作为阴性对照,结果表明:GmMIOX2蛋白的荧光主要分布在细胞膜。GmMIOX4蛋白的荧光也主要分布在细胞膜和细胞质中。5.通过对比不同抗感品种根内,在接种与未接种线虫条件下,根内肌醇加氧酶酶活力变化情况。结果表明,抗性品种根内肌醇加氧酶均出现特异性表达,具体表现为在接种大豆胞囊线虫后酶活力与对照组相比明显增强。结果说明,肌醇加氧酶的特异性表达与大豆抗大豆胞囊线虫具有一定的相关性。