二倍体中Hessian飞行抗性的表型和分子特征，GydF4y2Ba山羊草属tauschiiGydF4y2Ba

背景GydF4y2Ba

黑森蝇(GydF4y2BaMayetiola析构函数GydF4y2Ba)，属于瘿蚊科，是小麦的一种毁灭性害虫(GydF4y2BaTriticum Aestivum.GydF4y2Ba)造成重大产量损失。尽管识别和表征了许多黑森蝇响应基因和小麦防御这种双翅类害虫相关的生物学途径，但它们的功能验证仍具有挑战性。这在很大程度上归因于六倍体小麦基因组大、多倍体、DNA重复和遗传资源有限。二倍体的祖GydF4y2Ba山羊草属tauschiiGydF4y2Ba作为现代六倍体小麦的D-基因组供体，它提供了一种理想的替代方案，无需单独针对所有三个同源染色体(A、B和D)，从而使候选Hessian果蝇响应基因的功能验证变得可信。此外，注释良好的序列GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba基因组和可获得的遗传资源易于操作，使功能分析不那么繁琐和耗时。然而，在利用该二倍体基因组进行下游研究之前，必须确定其对黑森蝇的物理和分子反应。GydF4y2Ba

结果GydF4y2Ba

在这项研究中，我们筛选了五个GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba研究了它们对黑森蝇生物型L和GydF4y2BavH13GydF4y2Ba．两行鉴定了表现出纯合抗性响应于由两个海森蝇生物型喂养。进行物理测量和中性红染色研究表明，抗GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba加入在其对黑森州飞行中的表型反应中类似的六倍体小麦，包括幼虫发育阶段，叶和植物生长的相似性和细胞壁渗透性。此外，通过使用定量实时PCR的基因表达分析表征的分子响应，选择抗性GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba线还揭示了与抗性六倍体麦的相似之处。GydF4y2Ba

结论GydF4y2Ba

表型和分子特征GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba与六倍体小麦有相似之处。类似于抗病的六倍体小麦GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba这些材料具有早期防御策略，包括凝集素、次级代谢产物和活性氧自由基等防御蛋白质。我们的结果揭示了二倍体祖细胞作为功能基因组学研究的理想工具在破译小麦-黑森果蝇分子相互作用方面的适用性。GydF4y2Ba

海赛飞,GydF4y2BaMayetiola析构函数GydF4y2Ba（比如说），属于胆体家庭Cecidomyiidae（命令：Diptera），是六倍面包小麦的破坏性害虫（GydF4y2BaTriticum Aestivum.GydF4y2BaL.）在美国和世界其他地区[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba那GydF4y2Ba2GydF4y2Ba]，造成重大经济损害[GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba］.作为一种寄生虫，黑森州飞接收来自工厂所有的营养。成年女性躺在主要在哪里孵化叶的近轴面鸡蛋。对工厂，在那里他们建立持续的觅食地的基地刚出1龄幼虫（新生儿）爬行。或兼容;由所述的Hessian蝇幼虫的产量或者不兼容的（抗性小麦无毒幼虫）的宿主植物的探测（强毒幼虫;易感小麦）的相互作用。On resistant wheat, the larvae die within 4–5 days after egg hatch (DAH) appearing as dead, red larvae; however, on susceptible wheat the larvae go through two more instars before they pupate to adults, thus completing their development (see review, [4.GydF4y2Ba])。GydF4y2Ba

小麦 - 粗糙的飞行相互作用与宿主抵抗产品识别幼虫毒性基因产物的基因 - 基因模型[GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba］.最有效，管理这种昆虫的最经济方式是通过部署耐受幽灵飞行抵抗的耐抗体品种（GydF4y2BaHGydF4y2Ba）基因[GydF4y2Ba2GydF4y2Ba那GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba]，其中35个基因（GydF4y2BaH1GydF4y2Ba到GydF4y2BaH34GydF4y2Ba加GydF4y2BaHDICGydF4y2Ba到目前为止记录了[GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba8.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba］.然而，将耐药性的抗性品种与幼虫的抗性施加强烈的选择压力施加着强烈的选择压力，有利于毒性生物型的选择[GydF4y2Ba10.GydF4y2Ba]可以克服部署的抵抗，对小麦的长期生产构成威胁。GydF4y2Ba

另一种策略，以加强和补充本地或渗入GydF4y2BaHGydF4y2Ba基因抗性是利用正向遗传技术开发出高表达防御反应候选基因或负调控基因的小麦品系，这些基因与小麦对黑森蝇的易感性有关。尽管在六倍体小麦品种中鉴定了几个候选Hessian蝇类响应基因，但通过补充和/或突变方法对其功能验证仍具有挑战性，原因如下:(i)大的基因组大小(~ 17 Gb)， (ii)六倍体基因组(AABBDD)， (iii) 85%的重复DNA， (iv)遗传和基因组资源的可用性有限[GydF4y2Ba11.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba12.GydF4y2Ba］.我们最近提出了适用性GydF4y2BaBroachypodium distachyon.GydF4y2Ba作为对Hessian循环响应基因的功能分析的替代替代物[GydF4y2Ba13.GydF4y2Ba］.然而，与小麦，GydF4y2BaB. Distachyon.GydF4y2Ba是呈现中间抗性和敏感性[分子响应的非寄主GydF4y2Ba13.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba]因此，使Hessian循环基因的功能基因组学限制在范围内。另一种方法是二倍体的利用GydF4y2Ba山羊草属tauschiiGydF4y2Ba（山羊草）基因组，其与六倍体小麦分享密切关系，通过现代生物技术工具克隆和操纵候选幽灵捕敏基因，作为面包小麦的替代模型系统。GydF4y2Ba

Ae。麦GydF4y2Ba肋骨。（2n = 2x = 14，Genome Dd）是现代六倍面包小麦的D-基因组供体的二倍体祖细胞（GydF4y2Ba普通小麦GydF4y2Ba， 2n = 6x = 42，基因组AABBDD)。它是小麦的一种重要遗传资源，含有抗多种生物胁迫的有用基因[GydF4y2Ba15.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba16.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba17.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba18.GydF4y2Ba].事实上，一些黑森苍蝇抗性基因包括GydF4y2BaH13，H22，H23，H24，H26GydF4y2Ba， 和GydF4y2BaH32GydF4y2Ba已经血液渗入六倍体小麦GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba[GydF4y2Ba19.GydF4y2Ba］.此外，一些黑森蝇响应防御基因被定位到d基因组[GydF4y2Ba20.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba21.GydF4y2Ba］.最近的测序GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba，提供了对这种二倍体基因组的结构和组织的深入了解[GydF4y2Ba22.GydF4y2Ba］.另外，钛（靶向诱导基因组的局部病变，耕种）GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba最近开发了[GydF4y2Ba23.GydF4y2Ba为小麦基因的功能分析提供了一种强有力的遗传学方法。GydF4y2Ba

利用这种二倍体基因组进行小麦-黑森麦相互作用的进一步基因组学研究的第一步需要评估和鉴定黑森麦蝇的抗性和敏感性GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba它们对幼虫摄食的反应。在目前的研究中，我们已经描述了五种植物的表型和分子反应GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba两个黑森蝇种群的材料，现场收集的生物型L，这是毒力最强的黑森蝇生物型[GydF4y2Ba24.GydF4y2Ba]和实验室培养GydF4y2BavH13GydF4y2Ba股票先前的一项研究记录了几个人的反应GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba麻蝇幼虫的取食[GydF4y2Ba15.GydF4y2Ba]，使用生物型d，以确定可以被潜在地转移到人工合成小麦发展的Hessian耐蝇品种抗性的新的基因的来源。然而，与我们的研究，这项工作并没有试图与电阻相关的解剖分子途径。我们进行转录谱描述为研究充当生物标志物在普通小麦兼容，不兼容的相互作用，以及生物胁迫，包括次级代谢产物和氧化应激过程中涉及的关键防御反应基因。我们的研究结果确定了两个和四个GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba纯合的抗性GydF4y2BavH13GydF4y2Ba和生物型L分别是Lesian飞行股。此外，在这些抗性的Hessian循环基因的转录物分析研究GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba在六倍体中观察到表达模式的相似性GydF4y2Ba普通小麦GydF4y2Ba小麦，从而表明该二倍体基因组作为替代模型，用于解密小麦 - 粗莲蝇分子相互作用的功能基因组学研究。GydF4y2Ba

表型的反应GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba到黑森州苍蝇幼虫取食GydF4y2Ba

对麻蝇侵扰的反应GydF4y2Ba

五GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba登记入册,TA2452 (GydF4y2BaH13GydF4y2Ba），ta1644（GydF4y2BaH22GydF4y2Ba), TA2473 (GydF4y2BaH26GydF4y2Ba），ta1651（GydF4y2BaH32GydF4y2Ba)和TA1642 (GydF4y2BaH23GydF4y2Ba)，它们是已知的黑森蝇抗性基因的供体，被选择来评估它们对两种生物型L和的感染反应GydF4y2BavH13GydF4y2Ba（桌子GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)．来自accive ta2473和ta1651的植物是纯合的（所有幼虫在第一次发育阶段死亡）到目前研究中使用的黑森州蝇生物型（表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)．在所有植物上的7天幼虫是无毒的，出现死亡，红色幼虫（图。GydF4y2Ba1GydF4y2Baa） 。到17日龄，这些幼虫迅速萎缩、腐烂和消失。然而，TA2452的植物表现出混合反应，包括抗性植物（纯合子），以及在生物型L和B感染后7天内，在同一叶鞘上有死亡（无毒，红色）和活的2龄（有毒，白色）幼虫（分类为杂合子）的植物GydF4y2BavH13GydF4y2Ba苍蝇（表格GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)．在7 DAH时，40%的TA2452植株是纯合子抗性植株(只有无毒幼虫)，60%的植株是杂合子抗性植株，因为它们在同一叶鞘上同时有死的和有毒的二龄幼虫(图。GydF4y2Ba1GydF4y2Bab）响应生物型l侵扰（表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)．回应GydF4y2BavH13GydF4y2Ba苍蝇，86.7％的Ta2452植物与活血和死亡幼虫杂合，只有13.3％的植物是纯合子抗性的（表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)．活的2nd-instar毒力生物型l和GydF4y2BavH13GydF4y2Ba即使在17dah，幼虫也存在于杂合植物上。大约11.6％的生物型L幼虫成功撒了蛹，而且GydF4y2BavH13GydF4y2Ba幼虫仍然在第2龄期，17日龄。截至24％左右DAH 6.9GydF4y2BavH13GydF4y2Ba幼虫蛹（图。GydF4y2Ba1GydF4y2Bac, d). TA1644和TA1642的植株对生物型L也具有纯合子抗性，所有幼虫均死于7 DAH。然而，这些品种对饲养的反应不一GydF4y2BavH13GydF4y2Ba（桌子GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)．TA1644和TA1642植株在7 DAH时，分别有86.7和37.5%的植株是纯合子抗性植株，13.3%和62.5%的植株与同一植株上的活幼虫和死幼虫都是杂合子植株(见表)GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)．类似于TA2452，其中几个GydF4y2BavH13GydF4y2Ba幼虫也存活在Ta1644（20.5％）和TA1642（11.1％）植物上才能幸存至24天。幸存下来GydF4y2BavH13GydF4y2BaTA1642植株上2龄幼虫化蛹，TA1644植株上2龄幼虫化蛹失败。GydF4y2Ba

五个GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba种质对自己的能力产生病变如过敏反应（HR）的指示的Hessian进行评价飞幼虫攻击。可见病变（暗坏死斑点）中仅观察到在该种质显示出的Hessian蝇侵扰的混合反应（表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba).在表现出混合反应的材料中，病变主要出现在既有活幼虫又有死幼虫的杂合植物上，而很少的抗性植物（所有幼虫都死了）出现坏死病变。在TA2452中，40%和27%的植物表现出对生物型L的反应（图。GydF4y2Ba2GydF4y2Ba一)和GydF4y2BavH13GydF4y2Ba幼虫进食（图GydF4y2Ba2GydF4y2Bab）分别。在TA111644（33％）和TA1651（38％）中也观察到这种坏死的病变，显示出喂养的混合反应GydF4y2BavH13GydF4y2Ba幼虫（表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)．此外，一些活幼虫和蛹也被这些坏死斑点的部位（图观察。GydF4y2Ba2GydF4y2Bac).有趣的是，所有纯合子均无抗性GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba表现出在叶鞘类似坏死病灶种质（表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba,无花果。GydF4y2Ba2GydF4y2Bad）。GydF4y2Ba

叶和植物生长GydF4y2Ba

测量叶生长GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba在Bessian Fly infestations之后的进入17 dah为Biotype L，以及24天GydF4y2BavH13 -GydF4y2Ba出没的植物(图。GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba).材料TA2473和TA1651对两种黑森蝇生物型均表现出抗性反应，在叶2和/或3中观察到发育迟缓，随后叶4的生长恢复（图。GydF4y2Ba3.GydF4y2BaA B C D）。在Ta1644中也观察到类似的生长模式，显示对生物型L的抗性响应（图。GydF4y2Ba3.GydF4y2Bae）。然而，TA1644的混合响应植物显示响应于馈送仅通过叶3的发育迟缓GydF4y2BavH13GydF4y2Ba（无花果。GydF4y2Ba3.GydF4y2BaF）。来自加入TA1642的植物，与其他抵抗响应辅助，并未显示出叶片2和3的静音，但与未血液型L饲料相比，与未血液的对照相比，叶4的生长速度加速了（图。GydF4y2Ba3.GydF4y2Bag)。相比之下，TA1642在混合反应植株中表现为叶片3和4发育不良GydF4y2BavH13GydF4y2Ba（无花果。GydF4y2Ba3.GydF4y2BaH）。从加入TA2452混合响应植物显示在响应仅叶3的发育迟缓由生物型大号馈送（图GydF4y2Ba3.GydF4y2BaI)，但都留下3和4回应GydF4y2BavH13GydF4y2Ba攻击（图GydF4y2Ba3.GydF4y2Baj）。因此，虽然耐纯合GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba植物显示出与未血液对照植物相当的叶片生长（图。GydF4y2Ba4.GydF4y2Baa)，表现混合反应(杂合子)的材料中含有一些发育不良的植株(图。GydF4y2Ba4.GydF4y2Bab）。GydF4y2Ba

细胞壁通透性GydF4y2Ba

为了评估在细胞壁通透性水平GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba响应幼虫饲养的含量，来自TA2473和TA1651（抗性响应辅助）和TA2452（混合响应加入）的生物型L-侵染植物与中性红色（NR）染色，与其分数相比，与用于抗性和敏感的六倍倍麦麦系以前记录过[GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba］.类似于六倍体小麦，NR染色仅被侵染所吸收GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba以未受感染的植物为阳性对照(图1)。GydF4y2Ba5.GydF4y2Baa).尽管在抗性和混合反应中观察到渗透性增加GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba加入，相比于抗性品系用于与活的和死的幼虫（TA2452）杂合植物中的NR得分平均高（表GydF4y2Ba2GydF4y2Ba)．而在TA2452中NR染色呈现红色实线，铺展并覆盖整个冠组织(图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Bab），它仅限于TA2473中冠组织碱的幼虫喂养部位（图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Bac)和TA1651(图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Bad）。Hessian矩阵耐飞线，TA2473（图GydF4y2Ba5.GydF4y2Bac)和TA1651(图。GydF4y2Ba5.GydF4y2BaD）显示出远较小的NR染色得分，类似于肝脏抗性小麦。GydF4y2Ba

抗性分子反应GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba到黑森州苍蝇幼虫取食GydF4y2Ba

黑森州捕敏生物标志物基因的表达概况GydF4y2Ba

通过一组基因进行转录性分析研究，该基因作为小麦不相容的和相容相互作用的关键生物标志物。这些包括在内GydF4y2BaHFR-1GydF4y2Ba(黑森蝇反应基因1)，GydF4y2BaHFR-3GydF4y2Ba（Hessian飞响应基因3），GydF4y2BaCer4.GydF4y2Ba（辅酶还原酶），和GydF4y2BaMDS-1GydF4y2Ba（GydF4y2BaMayetiola析构函数GydF4y2Ba易感性1）基因。两个都GydF4y2BaHFR-1GydF4y2Ba和GydF4y2BaHFR-3GydF4y2Ba与在1和3DAH时间点的未血液的对照相比，基因显示在两种抗性Ta2473和用生物型L侵染的Ta1651系中的转录物积累增加（图。GydF4y2Ba6.GydF4y2Baa，b）。成绩单GydF4y2BaHFR-1GydF4y2Ba在1 dah是9.8-（GydF4y2BaP.GydF4y2Ba< 0.01)及5.0倍(GydF4y2BaP.GydF4y2Ba< 0.001)， TA2473和TA1651的含量分别较高。GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba一种）。增加转录水平GydF4y2BaHFR-3GydF4y2Ba，高达40至114倍(GydF4y2BaP.GydF4y2Ba< 0.0001) × 1 DAH, 32 ~ 38倍(GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.001) by 3 DAH, were observed in theAe。麦GydF4y2Baaccessions（图。GydF4y2Ba6.GydF4y2Bab).的转录水平GydF4y2BaCer4.GydF4y2Ba增加了TA2473(2.1倍，GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.001) and TA1651 (2.4 fold,P.GydF4y2Ba< 0.001)，与1 DAH时未受感染的对照植株相比(图。GydF4y2Ba6.GydF4y2Bac)。GydF4y2BaMDS-1GydF4y2BaTA2473和TA1651均无明显表达(图2)。GydF4y2Ba6.GydF4y2Bad）。GydF4y2Ba

氧化突发涉及AE。对黑森州飞的淘烟防御GydF4y2Ba

确定活性氧（ROS）是否参与了对黑森苍蝇攻击的防御GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba，尽管缺乏可见的HR，我们研究了参与ROS产生和清除的基因的转录谱（图。GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba)．黑森州飞出没GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba进程显示出对生产基因的上调，GydF4y2Ba插件可以GydF4y2Ba，编码III类过氧化物酶，但不编码依赖nadph的氧化酶基因，GydF4y2Ba氮氧化合物GydF4y2Ba（无花果。GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba).而GydF4y2Ba插件可以GydF4y2Ba在TA 2473中显着增加（10倍，GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.0001) and TA1651 (14.9 fold,P.GydF4y2Ba< 0.001)，与未受感染的对照植株相比(图。GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba答)，成绩单为GydF4y2Ba氮氧化合物GydF4y2Ba表达下调或不显著(图。GydF4y2Ba7.GydF4y2Bab)由1和3 DAH在GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba登记入册。mRNA水平GydF4y2Ba销售税GydF4y2Ba编码谷胱甘肽S-转移酶的基因（图。GydF4y2Ba7.GydF4y2Bac）中，ROS清除酶也增加1 DAH（2.2-和3.1倍上调）。GydF4y2Ba

苯丙醇作为AE的防御策略。Tauschii抵抗GydF4y2Ba

在这两种抗性菌株中，均诱导了参与苯丙酸生物合成途径的编码PAL（苯丙氨酸解氨酶）、4CL（4-香豆酸-CoA连接酶）和CCR（肉桂酰CoA还原酶）的三个关键基因的转录本GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Baaccessions（图。GydF4y2Ba8.GydF4y2Ba)．的成绩单GydF4y2Ba朋友GydF4y2Ba和GydF4y2Ba4CLGydF4y2Ba仅适度增加(图。GydF4y2Ba8.GydF4y2BaA, b)与转录本相比GydF4y2BaCcrGydF4y2Ba（无花果。GydF4y2Ba8.GydF4y2Bac）所示，该显示表达的高得多的水平。的成绩单GydF4y2BaCcrGydF4y2Ba，大幅增至35.0- (GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.0001) and 14.8-fold（P.GydF4y2Ba < 0.00001) by 1 DAH (Fig.8.GydF4y2Bac）与转录物相比GydF4y2Ba4CLGydF4y2Ba，仅增加4.8 - 和2.2折（GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.01) by 1 DAH (Fig.8.GydF4y2Bab）分别用于TA2473和TA1651。高水平GydF4y2BaCcrGydF4y2Ba转录物甚至在3 DAH（维持24和7.3倍的图。GydF4y2Ba8.GydF4y2Bac)在1dah时，GydF4y2BaHFRDRD.GydF4y2Ba(Hessian fly-responsive disease resistance dirigt -like protein encoding gene) TA2473和TA1651的转录本分别比未受侵染的植物增加了77倍和114倍。升高(TA2473和TA1651分别为81倍和48倍)GydF4y2BaHFRDRD.GydF4y2Ba在3dAh中也观察到转录物（图。GydF4y2Ba8.GydF4y2Bad）。GydF4y2Ba

六倍体小麦复杂的基因组已经提供了候选Hessian果蝇响应基因的功能基因组学[GydF4y2Ba26.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba27.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba28.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba29.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba30.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba31.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba32.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba33.GydF4y2Ba] 具有挑战性的 [GydF4y2Ba34.GydF4y2Ba］.二倍体的使用GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba小麦可以通过消除单独瞄准所有三个同源基因座(A, B和D)的需要来克服这个问题，从而使过程不那么繁琐和耗时[GydF4y2Ba23.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba35.GydF4y2Ba］.想到这一，目前调查工作的表型和分子反应GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba通过Hessian Fly Larvae进入喂养。这项研究与...不同GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba筛选工作以前做的[GydF4y2Ba15.GydF4y2Ba]由于这里的评估是使用：（i）两种不同的黑森苍蝇生物型，L和GydF4y2BavH13GydF4y2Ba;（ii）额外GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba放入，TA2452和TA2473，用于表型反应评估实验;（iii）分子反应的表征。鉴定GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba表现出类似于六倍体小麦反应的品系可以作为基因操纵的潜在替代品来破译小麦和黑森蝇的分子相互作用。GydF4y2Ba

五个GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba选择表型筛选到黑森州飞生物型种质是已经渗入到现代的普通小麦品种繁多，证据充分的黑森州飞抗性基因的供体（表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)．筛选显示Ta2473和Ta1651的植物是纯合的抗性，其中所有幼虫在第一瞬间发育阶段模具，类似于不相容（抗性）六倍麦小麦 - 黑森 - 黑森飞行互动[GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba］.然而，TA2452的植物对Hessian飞幼虫发作的混合反应，包括耐药植物，所有幼虫死于7天，以及在同一叶子护套上具有死亡和活2​​nd-Instar幼虫的植物。虽然Ta1644和Ta1642的植物响应于生物型L攻击也是纯合的，但这些摘录显示出对饲养的混合反应GydF4y2BavH13GydF4y2Ba．因此，与敏感的六倍倍细小麦不同，所有幼虫在2N瞬间达到7天和蛹，蛹在17至20 dah之间[GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba]，杂合子GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba结果显示，2龄幼虫和死幼虫均存在。GydF4y2Ba1GydF4y2Bab）到7天，以及一些生物型l和GydF4y2BavH13GydF4y2Ba幼虫成功地蛹化，而其他人未能蛹化（图。GydF4y2Ba1GydF4y2BaC，D）。混合响应中的毒性和无毒幼虫的存在，杂合植物GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba种质似乎模拟某种形式的全身诱导敏感性，可能是由于电阻的obviation [GydF4y2Ba36.GydF4y2Ba］.虽然全身诱发敏感性的发生已经充分证明在植物 - 微生物相互作用[GydF4y2Ba37.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba38.GydF4y2Ba在植物-昆虫的相互作用中是不常见的[GydF4y2Ba36.GydF4y2Ba］.所以建议使用高度特异性和亲密关系，单个的Hessian蝇幼虫具有诱导在宿主植物的抗性或敏感性的能力[GydF4y2Ba39.GydF4y2Ba];和无毒幼虫能够在有毒麻蝇幼虫存在的情况下存活[GydF4y2Ba40GydF4y2Ba那GydF4y2Ba41.GydF4y2Ba］.是可以想象的GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba显示混合响应的摘要开始抵抗力。然而，由于一些未知的机制，单个幼虫变得毒力并且能够抵抗阻力，在拯救一些居住在同一植物上的一些无毒幼虫。表现出混合反应的植物可以合理地成为Hessian易持常规线，并且需要额外的研究来证明允许一些幼虫生长和蛹化的抗细分。GydF4y2Ba

因此，表型评价结果显示确凿的四个五个GydF4y2BaAe。tauchiiGydF4y2Ba本研究使用的材料对生物型L均为纯合子抗性，其中2个材料对生物型L具有抗性GydF4y2BavH13GydF4y2Ba苍蝇。载体Ta1642和Ta1644先前表现出对By型D幼虫喂养的纯合性抗性反应[GydF4y2Ba15.GydF4y2Ba］.基于表型筛选，从目前和以往的研究[GydF4y2Ba15.GydF4y2Ba很明显，TA1651对所有三种幼虫生物型(L、D和GydF4y2BavH13GydF4y2Ba)．这些新发现的抗性GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba加入可以作为潜在的代理，以进行候选Hessian循环/抗性基因的功能分析。没有一种换乘性类似于与六倍体小麦品种相当的真正兼容的相互作用（易感植物），其中所有植物易感，响应于目前研究中使用的Hessian飞行生物型。GydF4y2Ba

超敏反应(Hypersensitive response, HR)是一种防御反应，是植物在病原体攻击部位快速产生活性氧自由基(reactive oxygen species, ROS)导致细胞死亡的结果，可见叶片表面的坏死损伤。虽然一些抗性小麦系确实会出现hr样病变([GydF4y2Ba42.GydF4y2Ba]，S. Subramanyam＆J.Nemacheck未发布数据），它们不存在于大多数抗性小麦线中[GydF4y2Ba43.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba44.GydF4y2Ba］.我们评估了五个GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba以其产生损伤的能力作为Hessian fly幼虫攻击的指示。深色坏死病变仅在表现出混合反应的材料中观察到，而且大多在有活幼虫和死幼虫的杂合植物上观察到。HR作为一种抗性相关性状在植物-昆虫相互作用(包括小麦-黑森蝇相互作用)中的作用尚不清楚[GydF4y2Ba45.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba46.GydF4y2Ba］.一些研究记录了瘿蚊在植物上发现幼虫的部位出现坏死和细胞壁塌陷(GydF4y2Ba稻瘿蚊GydF4y2Ba)与水稻的相互作用[GydF4y2Ba47.GydF4y2Ba]，并响应吸吮/刺穿昆虫[GydF4y2Ba48.GydF4y2Ba］.然而，一旦昆虫被某些防御产品杀死，通常很难确定植物细胞死亡是由于进食中断造成的，还是昆虫死亡的原因[GydF4y2Ba46.GydF4y2Ba］.我们的研究结果表明，耐GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba缺乏HR样病变的含义类似于其他几个耐药六倍体GydF4y2Ba普通小麦GydF4y2Ba在黑森州苍蝇幼虫袭击之后，不表现出HR类似的品种。我们的结果进一步表明HR类似的反应GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba与抵抗力无关。进一步的生化和分子研究将是必要的，以确定这些损害是否是某种持续的防御反应，以对抗来自幸存的幼虫的压力，和/或防止一些二龄幼虫化蛹和完成其生命周期。GydF4y2Ba

Hessian Fly Larval饲喂易感六倍体小麦品种造成的伤害以较暗的叶子的形式表现出来，并且具有发育性的生长[GydF4y2Ba2GydF4y2Ba］.在这些敏感植物中，幼虫迅速抑制叶片伸长，新形成的叶片3明显短于未受3dah侵害的对照[GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba］.在10 dah，易感植物的叶子4也非常干扰，即使幼虫没有依赖于这片叶子[GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba］.振振有词，在易感小麦资源，这个时候，从叶生长重新分配给易感小麦营养组织的发展，作为报告的许多其它胆形成昆虫[GydF4y2Ba49.GydF4y2Ba］.相比之下，虽然在耐普通小麦的叶子做表现出叶发育不全的一些措施，可以看出仅树叶而幼虫试图进正在积极发展。一旦由5 DAH幼虫模具，作为用于叶子发育迟缓补偿，植物经历早熟启动，加速上部叶的生长，并最终相比于未感染对照组[具有相同叶长GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba］.植物叶片的叶片生长趋势（TA2473，TA1651和TA1644）类似于耐叶片2和3观察到的叶片2和3的叶片，显示出叶片4生长的静音和恢复（图。GydF4y2Ba3.GydF4y2Baa、 在来自混合反应TA2452的植株中，只有叶3因生物型L的摄食而发育不良（图。GydF4y2Ba3.GydF4y2Bai）中，但两者叶片3和4响应于发育迟缓GydF4y2BavH13GydF4y2Ba攻击（图GydF4y2Ba3.GydF4y2Baj）。无论使用的生物型如何，幼虫探测都可能引起由幼虫探测引起的初始衰退（叶2和3）的负责负责抗性植物。随后通过植物的防御来对抗应力，导致恢复与未血液对照的叶片生长相当的（图。GydF4y2Ba4.GydF4y2Baa).兼容性(易感)六倍体小麦-黑森蝇相互作用与抗病或未受侵染的植物相比表现出显著的发育不良[GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba］.然而，TA1642和TA2452中虽有部分植株表现为上部叶发育不良(图2)。GydF4y2Ba4.GydF4y2Bab）和蛹虫，它们不像一个真正的兼容相互作用，其中没有植物是抗性的。GydF4y2Ba

黑森蝇幼虫的唾液分泌物以两种寄主表皮层的细胞壁为目标[GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba]和非宿主[GydF4y2Ba13.GydF4y2Ba]植物，被认为是对食草的第一道防线[GydF4y2Ba50.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba51.GydF4y2Ba］.通过中性红染色(NR)的渗透性研究揭示了植物-黑森蝇相互作用中分子的双向交换[GydF4y2Ba13.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba］.期间兼容相互作用持续增加的渗透性表示有效递送导致在易感植物生理和代谢改变唾液效应，导致营养丰富的环境有利于幼虫建立[GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba］.在不相容相互作用的早期时间点，防御毒素和蛋白质的传递需要短暂和有限的渗透性，从而阻止幼虫建立永久的取食点和完成发育[GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba］.在受伤的植物NR污点进入细胞壁和传播主要是在主要脉管系统。外形酷似普通小麦，NR污点只吸收由出没GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba植物而不是未血液的植物（图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba)．虽然混合响应中的NR分数（4.0±0.5）高于耐耐抗性附加（表GydF4y2Ba2GydF4y2Ba），它们与在易感六倍体小麦中观察到的6至7的评分没有比较[GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba］.杂合中的染色相对增加GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba（TA2452）植物（图GydF4y2Ba5.GydF4y2Bab）可能是由于存在的活幼虫，试图使植物组织更加可渗透，以增加幼虫的营养素的流量和递送。Hessian无抗抗性的远不太强烈的NR染色分数GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Baaccessions，ta2473（图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Bac)和TA1651(图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Bad）类似于六倍体抗性小麦，表明仅诱导有限的渗透面积，以使幼虫将宿主防御分子递送，并防止它们建立永久性饲养位点[GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba］.GydF4y2Ba

表型鉴定鉴定了两个材料TA2473和TA1651，它们对生物型L和B都表现出纯合抗性反应GydF4y2BavH13GydF4y2Ba喂养(表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba），具有类似的性状耐普通小麦以前记录。我们假设，耐GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba除了分子水平的耐药六倍体小麦也将类似于耐药性六倍体。为了测试我们的假设，我们对Hessian循环响应生物标志物基因进行了成绩单分析。GydF4y2BaHFR-1GydF4y2Ba(黑森蝇反应基因1)和GydF4y2BaHFR-3GydF4y2Ba(Hessian fly response gene 3)分别编码甘露糖和几丁质结合凝集素的基因，之所以选择它们，是因为这两个防御反应基因:(i)与敏感小麦和未受感染的对照植物相比，在2 DAH内抗性小麦的转录本积累增加[GydF4y2Ba33.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba52.GydF4y2Ba];(ii)具有拒食和杀虫特性，在植物防御中发挥重要作用[GydF4y2Ba53.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba54.GydF4y2Ba］.如预期的那样，在两种抗性探索，TA2473和TA1651中观察到这些基因的上调的类似趋势，类似于耐药六倍体小麦。GydF4y2BaHFR-3，GydF4y2Ba是抵抗黑森蝇幼虫攻击的六倍体小麦中最敏感的基因，转录本高达100倍[GydF4y2Ba52.GydF4y2Ba］.类似于六倍体抗性小麦，GydF4y2BaHFR-3GydF4y2Ba转录水平也分别在高GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba登记入册。这些结果表明凝集素可能参与作为早期防御策略的关键组成部分GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba针对海森线蝇幼虫，可能通过破坏肠微绒毛和阻断营养吸收如先前在六倍体抗性小麦观察到GydF4y2Ba33.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba53.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba55.GydF4y2Ba］.GydF4y2BaCer4.GydF4y2Ba编码一种酒精形成的脂肪酰基辅酶A还原酶，并参与保护性表皮蜡的生产[GydF4y2Ba56.GydF4y2Ba］.此前的研究表明在增加GydF4y2BaCer4.GydF4y2Ba转录物（3倍）时不相容小麦的Hessian蝇相互作用相比，在1 DAH [兼容相互作用和未感染的对照植物GydF4y2Ba57.GydF4y2Ba］.类似于抗性六倍斑块小麦的趋势，转录水平GydF4y2BaCer4.GydF4y2Ba在抗性也增加了GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Baaccessions（图。GydF4y2Ba6.GydF4y2Bac)。另一个关键的生物标志物黑森州飞应答基因GydF4y2BaMDS-1GydF4y2Ba（GydF4y2BaMayetiola析构函数GydF4y2Ba易感性1）编码热休克蛋白，治理对这种Dipteran Pest的小麦易感性[GydF4y2Ba30.GydF4y2Ba］.GydF4y2BaMDS-1GydF4y2Ba在抗性小麦基因型中没有显著表达，rnai介导的基因沉默可使敏感小麦品种对几种黑森蝇生物型产生免疫[GydF4y2Ba30.GydF4y2Ba].与其他抗性六倍体小麦基因型相似，GydF4y2BaMDS-1GydF4y2Ba在GydF4y2BaAe。tauchiiGydF4y2Ba耐种质。因此，所有的成绩单轮廓测试黑森州飞响应生物标记基因表明在该分子响应GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba抗性种质类似于那些在六倍体抗性小麦观察到的，使得它们的理想模型系统，用于遗传操作和候选防御应答和抗性基因的功能性表征。GydF4y2Ba

植物对抗生物胁迫的一个关键防御策略是产生ROS自由基，导致氧化爆发，并导致胁迫区域周围的细胞死亡区域（坏死损伤）[GydF4y2Ba58.GydF4y2Ba］.尽管可见坏死损害与传统的HR相关联，这是不氧化爆发的在分子水平结论性指示。这是黑森州耐飞基因型是无明显可见的HR的迹象，但表现出增加的参与ROS生产基因的转录本更是如此[GydF4y2Ba44.GydF4y2Ba］.愚蠢的抗蝇小麦缺乏人力资源的氧化爆发的另一个指示是ROS-清除酶的升高的转录物，其消耗了ROS基团[GydF4y2Ba44.GydF4y2Ba］.正如我们前面讨论过的，与几个缺乏hr的Hessian抗蝇小麦品系相似，抗性材料TA2473和TA1651在L型和生物型的饲养反应中也缺乏坏死病变GydF4y2BavH13GydF4y2Ba幼虫（表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)．Hessian Fly-Invested Rescess展示了对ROS制作的增加的成绩单（GydF4y2Ba插件可以GydF4y2Ba)和清理(GydF4y2Ba销售税GydF4y2Ba的）基因（图GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba)．GydF4y2Ba氮氧化合物GydF4y2Ba，另一个产生ROS的基因在细胞中没有显著表达GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba抗性植物。我们的效果表明III类过氧化物酶的累及抵抗Hessian飞行而不是古典GydF4y2Ba氮氧化合物GydF4y2Ba-介导的氧化爆发机制GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba．III类过氧化物酶被认为是六倍体小麦-黑森蝇不相容相互作用中ros产量升高的可能来源之一，而不是依赖于nadph的氧化酶[GydF4y2Ba44.GydF4y2Ba］.增加mRNA水平，ROS清除GydF4y2Ba销售税GydF4y2Ba基因早1 DAH进一步证实了ROS在抗性的参与GydF4y2BaAe。tauchiiGydF4y2Ba以应对幼虫的攻击。而ROS和HR在植物防御病原体中的作用已经被充分研究[GydF4y2Ba59.GydF4y2Ba，它们在植物防御昆虫中的假定作用尚不清楚[GydF4y2Ba13.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba43.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba60.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba61.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba62.GydF4y2Ba］.它是从转录谱研究充分清楚的是一个物理HR之间，并且电阻无相关性（在坏死性病变的形式），尽管一强氧化的存在下，在所述耐爆裂GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba加入和增加的ROS代可以振振有词地被打幼虫死亡有直接的作用。GydF4y2Ba

植物次生代谢物如苯丙素在昆虫食草性反应中被诱导，并在植物防御中发挥重要作用[GydF4y2Ba63.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba64.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba65.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba66.GydF4y2Ba］.这些通过Shikimate途径产生，并且它们的生物合成从苯丙氨酸的形成开始，所述苯丙氨酸通过催化至香豆酸通过GydF4y2Ba朋友GydF4y2Ba并且随后经由催化GydF4y2Ba4CLGydF4y2Ba和GydF4y2BaCcrGydF4y2Ba以分别或黄酮醇木质素，[GydF4y2Ba67.GydF4y2Ba］.在抗性的诱导中诱导了这些三个关键基因的转录物，诱导了4CL和CCRGydF4y2BaAe。麦GydF4y2Baaccessions（图。GydF4y2Ba8.GydF4y2Ba)．这些基因的表达谱类似于在宿主六倍体小麦和非寄主观察到转录模式GydF4y2BaB. Distachyon.GydF4y2Ba对黑森蝇的反应[GydF4y2Ba13.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba27.GydF4y2Ba］.的成绩单GydF4y2Ba朋友GydF4y2Ba和GydF4y2Ba4CLGydF4y2Ba与转录本相比仅略有增加GydF4y2BaCcrGydF4y2Ba可显着早1 DAH甚至由3 DAH在抗性增加并保持在高的水平GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba植物。GydF4y2BaCcrGydF4y2Ba是最初的木质素分支生物合成途径的酶[GydF4y2Ba68.GydF4y2Ba］.这些结果表明木质素可能参与了GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba针对黑森州防御飞幼虫攻击。木质素，酚醛杂聚物，通过增加叶片的韧性和降低叶营养含量，因而阻碍昆虫摄食和减少繁殖力[保卫从取食植物GydF4y2Ba69.GydF4y2Ba］.Liu等[GydF4y2Ba27.GydF4y2Ba]观察到在不相容的相互作用和下调过程中涉及木质素生物合成中所涉及的基因的强烈上调。高度丰富GydF4y2BaHFRDRD.GydF4y2Ba转录本是一种编码类dirigent蛋白的基因，在耐药细胞中被观察到GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Baaccessions（图。GydF4y2Ba8.GydF4y2Bad）类似于耐普通小麦[GydF4y2Ba28.GydF4y2Ba以回应黑森蝇幼虫的攻击。调节蛋白介导单酚类植物酚的自由基偶联，生成细胞壁聚合物木质素和木质素素[GydF4y2Ba70GydF4y2Ba那GydF4y2Ba71.GydF4y2Ba］.增加GydF4y2BaHFRDRD.GydF4y2BamRNA介导木质素的形成导致墙壁设防和加固，使宿主植物细胞壁成为幼虫攻击的障碍，并防止害虫劫持宿主手机[GydF4y2Ba28.GydF4y2Ba］.此外，一个很强的相关性已被记录的升高之间的转录物GydF4y2Ba朋友GydF4y2Ba，其他苯丙素生物合成酶和过氧化物酶导致超敏感植物中苯丙素和木质素前体的增加，以及对真菌的抗性[GydF4y2Ba72.GydF4y2Ba］.在木质素合成III类植物的过氧化物酶的参与了研究在许多植物物种[GydF4y2Ba73.GydF4y2Ba］.增加的成绩单GydF4y2Ba插件可以GydF4y2Ba（无花果。GydF4y2Ba7.GydF4y2Baa）可朝增加的木质化被引导在抗性GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba除了ROS生成之外，作为一种额外的防御策略。GydF4y2Ba

随着全基因组测序和基因编辑工具的最新进展，用于表达或沉默功能基因组学的靶基因的操纵在几种更不复杂的单子叶和双叶片中已经变得非常可行。然而，由于基因组的复杂性，在现代六倍体小麦中对基因靶标的改性需要更大程度的优化[GydF4y2Ba74.GydF4y2Ba].在目前的研究中，我们已经确定了黑森苍蝇抗性GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba在其表型和分子反应对幼虫喂养的肝脏份额中分享与六倍体小麦的相似之处。类似于抗性的六倍体主持人小麦，黑森州耐蝇GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba入侵是一种早期防御策略，包括产生拒食蛋白(凝集素)、次生代谢物和活性氧自由基，这些物质可能会对抗幼虫口腔外唾液植物细胞降解蛋白酶，增强细胞壁，并阻止黑森蝇幼虫建立永久的摄食点。这里进行的描述充分验证了的适用性GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba作为候选令人兴奋剂敏感基因的功能基因组学的理想工具，这些基因具有巨大的作物改善策略。GydF4y2Ba

昆虫材料GydF4y2Ba

两个黑森州飞（GydF4y2BaMayetiola析构函数GydF4y2Ba）股，生物型L和GydF4y2BavH13GydF4y2Ba，在本研究中被用于虫害。L型种群是在印第安纳州波西县采集的野外种群GydF4y2BavH13GydF4y2Ba个股进行实验室培养。两个都stocks were maintained in diapause at 4 °C at the USDA-ARS Crop Production and Pest Control Research Unit in West Lafayette, IN, following the methods described by Sosa and Gallun [75.GydF4y2Ba］.通过侵染小麦线'Monon'，'Magnum'，'Caldwell'和'Seneca'窝来测试Biotype L股票的纯度GydF4y2BaH3GydF4y2Ba那GydF4y2BaH5GydF4y2Ba那GydF4y2Ba编辑GydF4y2Ba和GydF4y2BaH7H8GydF4y2Ba抗性基因分别如预期导致相容相互作用。纯度GydF4y2BavH13GydF4y2Ba通过侵染小麦品系“Iris”（窝藏）评估库存GydF4y2BaH9GydF4y2Ba）和“莫利”（窝藏GydF4y2BaH13GydF4y2Ba），正如预期的那样，分别产生不相容和相容的相互作用。GydF4y2Ba

植物材料GydF4y2Ba

五个换乘GydF4y2BaAegilops Tauschii，GydF4y2Ba用于目前的研究，以评估对生物型L和生物型的抵抗力GydF4y2BavH13GydF4y2Ba黑森州苍蝇。种子GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Baaccessions ta2452（GydF4y2BaH13GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba76.GydF4y2Ba]，ta1644（GydF4y2BaH22GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba77.GydF4y2Ba]及TA2473 (GydF4y2BaH26GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba78.GydF4y2Ba]从小麦遗传资源中心，堪萨斯州立大学（曼哈顿，KS），以及种子TA1651（获得GydF4y2BaH32GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba]及TA1642 (GydF4y2BaH23GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba76.GydF4y2Ba]从USDA-ARS国家小谷物收集（Aberdeen，ID）采购。GydF4y2Ba

植物生长和侵袭GydF4y2Ba

每壶每壶的每块小麦系列的十五种种子种植在4英寸。含有Pro-Line生长混合物的锅（Jolly Gardener Products Inc.，Poland Spring，Me），具有一层肥胖时间释放肥料（19-6-12;自愿购买Group，Bonham，Tx）并用蛭石覆盖（珍珠岩蛭石包装行业，北布卢姆菲尔德，哦）。将罐彻底浇水并置于4℃下1周（以允许均匀的发芽），然后移动到AcconIon生长室（受控环境有限公司，温尼伯，Manitoba，加拿大），可在18°C，湿度为60％通过16/8 H日/夜周期的光周期，用于筛选对Hessian飞行的抗性，或24小时基因表达组织收集的光周期。在2叶阶段，所有锅都覆盖着排气杯子，小麦幼苗被每锅6个女性和2只雄性粗糙的苍蝇侵染。GydF4y2Ba

评价Hessian飞行阻力GydF4y2Ba

用于评估麻蝇在GydF4y2BaAe。麦GydF4y2Ba每个小麦品系有3盆受L型或B型生物侵染GydF4y2BavH13GydF4y2Ba黑森州的飞行股票。每个植物 - 昆虫相互作用的一个额外锅留成了未侵略的控制。对于每行8-15蛋孵化（DAH）和17（用于生物型L-侵染植物）7天内解除了每线的侵染植物7天（用于GydF4y2BavH13GydF4y2Ba- 植物植物）DAH，并被评分为死亡的数量（无毒的昆虫表型，红，死亡幼虫）或活幼虫（具有白色幼虫或幼虫的毒性昆虫表型或幼虫，或蛹虫或蛹幼虫），存在/不存在坏死的在叶子护套上的病变（作为潜在的过敏反应的指示），并且发育迟缓（易感植物表型）。从每个线的代表植物的幼虫在玻璃载玻片上置于双面胶带（3米，Maplewood，Mn）上，使用SZX2立体显微镜（Olympus，Center Valley，PA）拍摄覆盖幼虫的全叶护套。）。GydF4y2Ba

叶测量GydF4y2Ba

叶测量（从土壤水平到叶片尖端）是在17（对于生物型L-infested植物）或24（用于）的8-15株植物（每种相互作用）（包括未血液的对照）或24个GydF4y2BavH13GydF4y2Ba-寄生植物)DAH时间点。通过方差分析(ANOVA)确定了各小麦株系受侵染植株和未受侵染植株叶片生长的显著差异。与Tukey的HSD试验进行多次比较，以确定各组治疗之间的显著差异。差异被认为有统计学意义，如果GydF4y2BaP.GydF4y2Ba与对比相关的值为GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.05.

转录谱GydF4y2Ba

在基因表达研究中，将TA2452和TA1651的15粒种子(每盆)种植在4-in中。锅(每个小麦线11锅)如上所述。2叶期，每个株系6个花盆，每个株系6只雌蝇和2只雄蝇，每个株系5个花盆作为未侵染对照。在1和3 DAH时间点采集两种材料的组织。在组织采集时，轻轻地取出第一片叶子。在目视确认有幼虫存在后，每个生物重复的时间点采集10株受侵染植株所有幼叶的树冠组织底部1.5 cm(取食点)。在相应的时间点，也以同样的方式采集了10株未受感染的植物的组织。组织取自三个生物复制体。收获的组织立即在液氮中冷冻，并在−80°C下保存，直到进一步使用。GydF4y2Ba

冷冻收获的组织被碾碎成细粉，用TRIzol试剂(Life Technologies Corporation, Carlsbad, CA)进行RNA分离。使用Nanodrop (Nanodrop One, ThermoFisher Scientific, Waltham, MA)对每个样本的总RNA进行定量，并将其作为第一链cDNA合成的模板(Tetro cDNA synthesis kit, Bioline, Taunton, MA)。定量实时反转录PCR (qRT-PCR)用于量化一组选定的生物标记基因的mRNA丰度，这些基因以前被证明与小麦对黑森蝇幼虫的抗性或敏感性有关。利用Primer Express 3.0软件(Applied Biosystems, Foster City, CA)设计Hessian fly biomarker基因、二级代谢产物生物合成和氧化应激通路相关基因编码酶的基因特异性引物，如表所示GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba．QRT-PCR在LightCycler 480 II仪器上进行（Roche Diagnostics Corporation，Indianapolis，In）。每种反应体积含有5μl2x敏叶SYBR NO-ROX（Bioline），终浓度为0.4μm的终浓度为0.4μm，最终体积为10μl的20ng cDNA模板。PCR参数如下：95℃，2分钟，40个循环为95℃，5s，60℃，10s，72℃，20s。将每个样品一式三份扩增，给出每个时间点的三种生物复制中的每一个技术重复。通过熔融曲线分析证实了每个靶标的单一产物的扩增。另外，编码内务酶泛素的基因的mRNA水平（表GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba)作为内源对照，将cDNA水平归一化。使用相对标准曲线法(用户公告2:ABI PRISM 7700序列)定量转录本丰度，如Subramanyam等人所述[GydF4y2Ba33.GydF4y2Ba］.通过SAS Software 9.4的Proc混合过程分析，通过Subramanyam等，通过SAS软件版本9.4的varm混合过程来确定对数转换值的显着差异。[GydF4y2Ba31.GydF4y2Ba］.ANOVA模型包括治疗，时间点，生物重复，以及治疗之间的相互作用和作为固定效应的时间点。组合来自三种生物学和三种技术复制的数据，并作为分析模型中的随机效应。正交对比用于评估每个时间点治疗的差异，如果存在差异GydF4y2BaP.GydF4y2Ba与对比相关的值为GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.05. AllP.GydF4y2Ba值使用Bonferroni校正调节。在感染的植物转录水平进行了比较，在相同的时间点在未经感染控制水平。GydF4y2Ba

中性红染色GydF4y2Ba

要确定的Hessian蝇幼虫是否破坏表皮细胞壁层的完整性，中性红（NR）染色冠组织中的溶液在3 DAH从每个种质的进行，以评估渗透性为6株植物TA2452，TA2473，和TA1651作为每方法在Williams等人描述。[GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba］.小心剥去黑森蝇寄生小麦幼苗的第1片叶片，以免在剥离过程中伤及树冠组织(取食部位)。未受感染的幼苗也以同样的方式解剖，并在染色前用0.2 mm的小针刺入，作为阳性对照，模拟伤害。组织样本在0.1% (w/v) NR染色液(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)中浸泡10分钟，然后用水彻底清洗。根据Williams等人建立的量表对所有植物的红色染色总体强度进行评分[GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba]得分为0表示无污渍，7表示完全红色的牙冠。染色后，使用SZX2立体显微镜（Olympus）上的DP21摄像系统拍摄代表性植物的显微照片。GydF4y2Ba

在这项研究中产生的或分析的数据和材料都包括从上合理请求相应的简介此发表的文章和可用英寸GydF4y2Ba

方差分析：GydF4y2Ba

方差分析GydF4y2Ba

天：GydF4y2Ba

卵孵化后的天数GydF4y2Ba

Het:GydF4y2Ba

杂合GydF4y2Ba

人类：GydF4y2Ba

纯合抗性GydF4y2Ba

人力资源：GydF4y2Ba

过敏性反应GydF4y2Ba

IWGSC:GydF4y2Ba

国际小麦基因组测序联盟GydF4y2Ba

NR：GydF4y2Ba

中性红GydF4y2Ba

qRT PCR：GydF4y2Ba

定量实时逆转录PCRGydF4y2Ba

ROS：GydF4y2Ba

反应性氧气GydF4y2Ba

SAS：GydF4y2Ba

统计分析系统GydF4y2Ba

作者感谢Sue Cambron（USDA-ARS）维护Hessian飞行股。提及商业或专有产品并不构成USDA使用的认可或建议。GydF4y2Ba

这项研究是由美国农业部CRIS数5020-22000-022-00D资助。这些资金的身体在研究和收集，分析和解释数据的设计，并以书面的稿子没有作用。GydF4y2Ba

隶属关系GydF4y2Ba

1. USDA-ARS作物生产和害虫控制研究单位，西拉斐特，在美国47907GydF4y2Ba

   Jill A. Nemacheck, Brandon J. Schemerhorn, Steven R. Scofield & Subhashree SubramanyamGydF4y2Ba

2. 普通大学昆虫学系，西拉斐特，47907，美国GydF4y2Ba

   Jill A. Nemacheck和Brandon J. SchemerhornGydF4y2Ba

3. 农学，普渡大学西拉法叶，IN，47907，USA系GydF4y2Ba

   Steven R. Scofield和Subhashree SubramanyamGydF4y2Ba

贡献GydF4y2Ba

SS构思并设计了实验，分析了数据，并写了稿件。Jan进行了实验，收集并分析了数据。BJS和SRS提供了知识输入并促成了稿件的撰写。所有作者阅读并认可的终稿。GydF4y2Ba

通讯作者GydF4y2Ba

对应于GydF4y2BaSubhashree SubramanyamGydF4y2Ba．GydF4y2Ba

伦理批准和同意参与GydF4y2Ba

不适用GydF4y2Ba

同意出版GydF4y2Ba

不适用GydF4y2Ba

相互竞争的利益GydF4y2Ba

两位作者宣称他们没有相互竞争的利益。GydF4y2Ba

出版商的注意事项GydF4y2Ba

Springer Nature在发表地图和机构附属机构中的司法管辖权索赔方面仍然是中立的。GydF4y2Ba

开放访问GydF4y2Ba本文遵循知识共享署名4.0国际许可协议(GydF4y2Bahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/GydF4y2Ba）如果您向原始作者和源给出适当的信用，则允许在任何介质中进行不受限制的使用，分发和再现，提供指向Creative Commons许可证的链接，并指示是否进行了更改。Creative Commons公共领域奉献豁免（GydF4y2Bahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/GydF4y2Ba）除非另有说明，否则适用于本文中提供的数据。GydF4y2Ba

重印和权限GydF4y2Ba