黄瓜霜霉病抗性生理因素和基因表达谱的分析及抗性基因的定位
黄瓜（Cucumis sativus L.）是中国主要的蔬菜作物之一，在露地和设施内均可种植。霜霉病是黄瓜生产中的主要病害，由病原菌Pseudoperonospora cubensis引起，严重时会导致黄瓜大面积枯死，使产量大幅度下降，造成严重的经济损失。大量使用化学药剂会使环境受到污染，过量使用时会导致抗药菌株的出现，所以培育抗性品种是一种环保有效的防治黄瓜病害的方法。因此寻找黄瓜霜霉病抗性通路，定位黄瓜霜霉病抗性基因是黄瓜分子育种工作的基础。本实验室现有高抗霜霉病自交系51（IL51）和高感霜霉病自交系53（IL53），是研究黄瓜霜霉病抗性通路，定位抗性基因的理想材料。本论文联合分析了IL51的抗性生理机制，转录组以及重测序结果，绘制出一个潜在的黄瓜防御信号通路图，鉴定出黄瓜防御机制中的几个重要基因。本实验有助于黄瓜霜霉病抗性的分子育种工作，同时为黄瓜的栽培管理提供理论依据。主要结果如下： （1）通过台盼蓝染色发现古巴假霜霉菌在IL51叶片表面的萌发及侵染速度较慢。同时在IL51中，由于超氧化物歧化酶活性的升高及过氧化物酶活性的降低导致体内H2O2含量升高。间苯三酚染色和木质素的定量测定说明在IL51中的木质素含量随着侵染时间的增加呈上升趋势。 （2）通过对感病群体混池和抗病群体混池的转录组测序分析得到大量与抗病相关的基因存在差异表达，这些差异表达基因主要在转录因子、信号转导、PAMP的识别以及ROS和木质素的调控方面起作用，同时推测出20个可能决定IL51高抗表型的抗性基因，并绘制出一个潜在的由PTI防御途径引起的系统获得性抗性的通路图。 （3）对F2代植株两次表型鉴定结果显示，在古巴假霜霉菌侵染前期，IL51与IL53的抗性差异由单基因控制，而在侵染后期，性状差异由多个基因控制。 （4）对两次基因组重测序结果进行表型联合分析，共鉴定出36个目标区间，其中共有297个基因发生SNP突变。根据重测序结果以及SNP关联分析结果设计了57个特异性Indel分子标记，这些分子标记可以用于后续抗性基因的定位。 （5）对297个潜在的目的基因进行转录组分析，有105个基因在感病或抗病群体中随着侵染时间的变化有显著性的差异表达。其中Csa1G088440、Csa6G445780和Csa6G446290只在抗病群体中检测到差异表达，在感病群体中没有检测到表达量，而Csa1G414240和Csa4G551640只在感病群体中存在差异表达，在抗病群体中没有检测到表达量。5个基因异常的表达趋势说明它们可能是导致IL51和IL53性状差异的原因。
黄瓜;霜霉病;抗性生理;基因表达谱;抗性基因
山东农业大学
硕士
蔬菜学
任仲海
2020
中文
S642.2;S603.4
2020-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）