【摘 要】
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结球甘蓝是十字花科（Brassicaceae）芸薹属（Brassica）甘蓝种的一年生或两年生的草本植物。根肿病是一种由芸薹属根肿菌（Plasmodiophora brassicae Woron.）引发的世界性的土传病害,对所有十字花科植物都有威胁。目前我国甘蓝的根肿病发病面积迅速增加,田间一旦发生根肿病,土壤就会长期携带病菌,严重威胁十字花科蔬菜的可持续安全生产。目前,选育抗根肿病甘蓝品种是有效
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结球甘蓝是十字花科（Brassicaceae）芸薹属（Brassica）甘蓝种的一年生或两年生的草本植物。根肿病是一种由芸薹属根肿菌（Plasmodiophora brassicae Woron.）引发的世界性的土传病害,对所有十字花科植物都有威胁。目前我国甘蓝的根肿病发病面积迅速增加,田间一旦发生根肿病,土壤就会长期携带病菌,严重威胁十字花科蔬菜的可持续安全生产。目前,选育抗根肿病甘蓝品种是有效的防治方法,但是甘蓝中的抗根肿病资源比较缺乏,导致甘蓝抗根肿病育种以及抗根肿病基因研究进展较为缓慢。为了挖掘甘蓝抗根肿病基因,本试验通过将先正达公司的高抗根肿病甘蓝杂种“GZ87”作为母本与甘蓝感根肿病自交系“263”作为父本杂交获得F1代群体,将其命名为CP群体。研究一方面对CP群体中构建的极端抗病池和极端感病池进行基因组重测序,通过BSA关联分析对根肿病抗性区间进行定位,另一方面对抗、感池株系进行接种前及接种后不同时间点的转录组测序,分析甘蓝接种不同阶段的基因表达差异,以及抗病代谢网络,最终通过重测序和RNA-seq结果的综合分析筛选抗根肿病候选基因,本试验主要研究结果如下:（1）极端抗病、感病池的构建:利用无性繁殖技术对甘蓝CP群体的74个基因型发展无性系,结合分子标记辅助选择和人工接种鉴定技术,从中筛选到极端抗病、感病株系各20个分别组成抗感池,其中抗池株系均携带抗根肿病分子标记,平均发病率7.88%,平均病情指数为1.89,感池株系均不携带抗根肿病分子标记,平均发病率87.55%,平均病情指数为50.21。（2）抗病QTL区间的定位分析:根据抗感池重测序QTL-Seq研究,在C04染色体发现1个抗性QTL位点（17.06-18.37Mb,1.31Mb）,在其中注释到75个基因。在C07染色体发现3个抗病QTL位点,大小分别是0.46Mb（6.34-6.80Mb）、0.77Mb（38.70-39.53Mb）、0.44Mb（41.38-41.82Mb）,在其中注释到163个基因。其中在C07染色体上发现的后两个QTL区间与本课题组已鉴定QTL区间重叠。（3）QTL区间抗根肿病候选基因筛选:将QTL区间内的基因结合RNA-Seq结果进行抗感池基因表达量差异分析,经过筛选后在C04、C07染色体上分别发现2个、5个候选基因,上述基因在抗、感池接种前后的表达模式有明显差异。（4）甘蓝抗病机制探索:根据RNA-Seq结果发现,接种根肿菌后,感池中植物与病原菌互作通路中Ca2+信号、ROS反应和NO信号相比抗池总体上发生剧烈上调,而抗池的超敏反应途径（ETI）相比较感池来说总体上剧烈上调。在植物激素合成及信号转导通路中,抗池中IAA、CKT和JA等激素在抗池中无显著变化,在感池中发生剧烈变化,并存在这些激素的显著积累。这些说明抗病材料具有更强的自我平衡能力,并且表明感病材料主要通过PTI反应抗病,而抗池产生更强的ETI反应。
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