虫害是影响大豆产量和品质的主要因素之一。本实验室前期完成了抗、感虫大豆材料对棉铃虫虫害前后数字基因表达谱的差异分析,结果发现抗虫野生大豆ED059叶片中有大量基因的表达在虫害后发生了显著的变化。为了研究大豆的虫害响应机制,本研究特异挑出两个表达量显著上调的基因(GsSQM1、GmMYB010)转入拟南芥中进行了初步功能研究。1.GsSQM1预测为鲨烯单加氧酶基因。已有的研究表明,鲨烯单加氧酶及其下游的氧化鲨烯环化酶是植物甾醇和三萜类物质合成途径的两种关键酶。本研究在拟南芥中过量表达GsSQM1基因,然后利用棉铃虫初孵幼虫对纯合转基因株系进行抗虫性鉴定。结果发现,转GsSQM1基因的拟南芥植株显著感虫,说明鲨烯单加氧酶催化产生的代谢产物可能有利于昆虫生长发育。为了解析鲨烯单加氧酶下游代谢途径对棉铃虫生长发育的影响,本研究挑选了四个拟南芥氧化鲨烯环化酶基因(AtCAS1,AtLAS1,AtPEN3,AtLUP5)展开了进一步功能研究。AtCAS1基因编码的环阿屯醇合成酶和AtLAS1基因编码的羊毛甾醇合成酶是植物甾醇合成支路中的关键调控元件,AtLUP5基因编码的羽扇豆醇合成酶和AtPEN3基因编码的五环三萜烯合成酶是催化三萜皂苷合成支路的酶。本研究利用棉铃虫初孵幼虫分别对这四个基因的过表达拟南芥纯合株系进行了抗虫性鉴定,结果表明:AtCAS1基因过表达拟南芥株系和AtLAS1基因过表达拟南芥株系均显著感虫,AtPEN3基因过表达拟南芥株系和转AtLUP5基因过表达拟南芥株系与对照没有明显差异。综上结果,过量表达鲨烯单加氧酶基因(GsSQM1)可能通过下游的环阿屯醇合成酶基因(CAS1)和羊毛甾醇合成酶基因(LAS1)作用途径增加了甾醇类物质合成,从而促进了棉铃虫的生长发育。2.GmMYB010基因属于MYB-related家族的R-R-type类型。为了研究大豆GmMYB010转录因子的功能,本研究首先从序列、亚细胞定位、转录激活活性以及转基因拟南芥植株的表型等几个方面对大豆GmMYB010基因和拟南芥AtMYB010基因的功能进行了解析,结果表明,GmMYB010和AtMYB010虽然是直系同源基因,但功能却发生了明显的分化。利用棉铃虫初孵幼虫只对转GmMYB010基因纯合拟南芥株系进行了抗性鉴定,结果发现转GmMYB010基因拟南芥植株显著感虫,说明GmMYB010基因大豆虫害响应过程中起负向调控作用。