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蔬菜研究所叶类蔬菜团队在大白菜抗根肿病基因挖掘及利用研究方面取得新进展

来源：花匠小妙招时间：2026-02-22 21:04

近日，河南省农业科学院蔬菜研究所叶类蔬菜团队联合北京大学现代农业研究院在大白菜根肿病抗性基因挖掘与利用研究方面取得新进展，相关研究成果以"A chromosome-level reference genome facilitates the discovery of clubroot resistant gene Crr5 in Chinese cabbage"在园艺学顶级期刊《Horticulture Research》（中科院1区TOP，2023年影响因子：7.6）在线（Advance Access）发表。

根肿病是由芸薹根肿菌（Plasmodiophora brassicae）引起的世界性土传病害，也是十字花科蔬菜作物最严重的病害之一，严重影响大白菜的产量和品质。培育抗病品种是防治根肿病最为经济有效的方法。由于根肿菌具有小种特异性，已经育成的抗病品种存在抗性丧失的现象。高质量的基因组组装是精准克隆基因的前提，然而已发表的两个大白菜基因组所用的材料均不抗根肿病。因此利用抗根肿病大白菜材料组装高质量基因组并挖掘新的抗病基因对大白菜抗病育种具有重要意义。

该研究利用游离小孢子培养创制了抗根肿病大白菜DH系DH40，然后利用PacBio HiFi、Hi-C和Illumina HiSeq等技术组装了染色体水平的基因组。以DH40基因组为参考序列，成功精细定位了抗性基因Crr5，其候选基因DH40A08G013380编码抗病蛋白，含有典型的TIR-NBS-LRR结构域。序列比较发现Crr5基因序列在感病材料DH199与抗病材料DH40间具有多处差异，最重要的是在第3个外显子一个T碱基的插入导致了翻译提前终止。异源表达Crr5使拟南芥具有根肿病抗性，亚细胞定位显示Crr5定位在细胞核，GUS染色分析表明Crr5在根和叶中均表达，且在根茎结合部位表达量最高，qRT-PCR分析表明Crr5在抗病材料DH40中表达量显著高于感病材料DH199，功能结构域分析表明Crr5全长不能引起cell death超敏反应，但其TIR结构域可以。最后，还开发了基因特异功能标记Crr5-funK3，以该标记选择为前景通过标记辅助选择成功创制了抗根肿病新种质。本研究为白菜类作物的遗传和基因组学研究提供了宝贵的资源，加深了我们对大白菜根肿病抗性机制的理解，具有重要的理论和实践意义。

我所杨双娟副研究员和北京大学现代农业研究院王祥锋为共同第一作者，蔬菜所张晓伟研究员、原玉香研究员和北京大学现代农业研究院郭立研究员为共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、中原科技创新领军人才、河南省科技研发联合基金优势学科重点、河南省农科院杰出青年基金、山东省泰山学者和山东省杰出青年基金等项目的资助。