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马铃薯高抗晚疫病资源筛选与抗病相关基因挖掘.pdf

来源：花匠小妙招时间：2025-06-17 15:29

摘要马铃薯是世界第四大作物，由卵菌Phytophthora infestans (Mont.) deBary 导致的晚疫病是马铃薯上的毁灭性病害，一直是限制马铃薯生产的一个关键要素。然而晚疫病菌生理小种进化速度快，小种结构日益复杂，超强毒力小种不断出现，严重制约着马铃薯的晚疫病防治。因此，寻找新的晚疫病抗源，解析抗晚疫病信号传导途径，发掘信号途径中的关键基因具有重要意义。本研究首先对本实验室保存的野生种资源进行抗性筛选，进而利用获得的高抗晚疫病资源进行 RNA-seq 分析，来探究马铃薯响应晚疫病菌的基因表达和外源激素是否可激发寄主的免疫防卫反应，取得的主要结果如下： 1. 以12 份马铃薯野生资源株系为材料，使用近年来国内采集的5个晚疫病强毒菌株，对其进行室内离体叶片接种，共筛选出6份高抗晚疫病的马铃薯野生种基因型（BCP1-3、BLB4-29、 BLB4-38、CPH1-6、CPH1-21、JAM1-4）。进而对抗病表现最优异的高抗材料JAM1-4 进行了 dRenSeq 分析，结果表明，JAM1-4 中不含有已克隆的晚疫病R 基因，其抗性应来源于新的抗晚疫病基因。 2. 运用RNA-Seq 解析高抗晚疫病基因型JAM1-4 （S.jamesii）对致病疫霉超级毒力小种 2013-18-306 的免疫应答基因和抗病分子机理。分析表明大量基因响应致病疫霉侵染差异表达， GO 和KEGG 显著富集到大量抗病相关信号途径。差异表达基因（DEGs）分析揭示了JAM1-4 中SA-JA-ET 组成的多重信号转导途径和次级代谢途径对植物免疫的重要作用。同时发现JAM1-4 中存在光合作用的主动抑制促进免疫反应的现象。 3. SA 在马铃薯-致病疫霉非亲和互作的抗病防御信号途径发挥重要作用，本研究进一步以高抗晚疫病基因型SD20 为材料，进行了外源施加SA 后的马铃薯基因表达分析。结果表明，水杨酸、茉莉酸、乙烯、脱落酸、生长素、油菜素内酯等多重信号途径共同参与了SD20 响应SA 的代谢通路。进一步分析发现，防御反应调控、植物-病原互作等大量植物防御信号相关的基因得到显著富集，如乙烯反应转录因子，NBS-LRR 蛋白等差异表达基因，与我们前期研究中晚疫病病原侵染SD20 后富集获得的抗病防御差异表达基因一致。表明外源施加SA 激发了寄主SD20 的免疫防卫反应，进一步证实了SA 信号途径与病原诱导的抗病防卫信号途径在寄主体内发生了cross talk。 4. 综上所述，通过病原侵染和外源激素诱导的联合分析，发现了NINJA、光系统Ⅱ蛋白H、和ROS1等系列抗病信号转导途径中的关键基因，这些基因的深入研究将为马铃薯抗病机制解析提供理论支撑。关键词：马铃薯，晚疫病，dRenSeq，RNA-seq，水杨酸 I Abstract Potato istheworlds fourth largest crop and an important food and cash crop globally.Lateblight is a devastating disease on potatoes caused by the oomycete Phytophthora infestans (Mont.) de Bary. In recentyears,the frequency and severity oflateblight have gradually increased andbecome an important factor limiting potato production. Due to the fast variation of physiological races of Phytophthora infestans (Pi), the increasingly complex races, and the emergence of super-virulent races, many Pi-resistant potato species have lost their resistance, which has greatly increased the difficulty for controlling pota

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所属分类：花卉