番茄突變體遺傳分析和抗晚病機(jī)理的初步研究.pdf

1、番茄晚疫?。≒hytophthora infestans）是危害番茄的一個(gè)重要病害，在設(shè)施栽培條件下發(fā)生尤其嚴(yán)重。由于晚疫病菌存在進(jìn)化潛力大，變異頻繁等特點(diǎn)，從番茄不同野生種中鑒定出的抗晚疫病的R基因(Ph-1、Ph-2、Ph-3、Ph-4和Ph-5)均已經(jīng)被克服，失去抗性。因此要培育持久抗病的番茄品種，就需加深對(duì)番茄與晚疫病互作調(diào)控機(jī)制的了解。
　　馬鈴薯中克隆的R3a基因和晚疫病菌中克隆的Avr3a基因是第一個(gè)被克隆的R-Av

2、r基因?qū)?，符合“基因?qū)颉奔僬f。馬鈴薯是同源四倍體植物，長(zhǎng)期營(yíng)養(yǎng)繁殖基因組高度復(fù)雜，不適宜作為研究的實(shí)驗(yàn)材料，因此本研究利用在模式作物番茄中構(gòu)建的一個(gè)含有抗晚疫病基因R3a和地塞米松(DEX)誘導(dǎo)表達(dá)相應(yīng)無毒基因Avr3a的高效研究系統(tǒng):MM-R3a-Avr3a，通過構(gòu)建EMS突變體庫、施用誘導(dǎo)劑DEX篩選存活突變體，通過對(duì)一系列阻斷R3a-Avr3a互作的突變體的分子鑒定和遺傳分析，為參與抗病信號(hào)途徑中的關(guān)鍵基因克隆提供研究基礎(chǔ)。本

3、研究主要結(jié)論如下:
　　1.轉(zhuǎn)基因番茄MM-R3a-Avr3a經(jīng)EMS誘變處理后，構(gòu)建突變體庫，經(jīng)過DEX處理，篩選到1057（Mutant1）和2308（Mutant2）兩個(gè)HR反應(yīng)阻斷的突變體家系;RT-PCR結(jié)果顯示R3a和Avr3a基因正常表達(dá)，可知關(guān)鍵基因的突變導(dǎo)致R3a-Avr3a互作信號(hào)識(shí)別途徑被阻斷;晚疫病菌接種結(jié)果顯示突變體番茄對(duì)晚疫病菌的抗性喪失。
　　2.將兩個(gè)純和HR阻斷突變體家系分別與番茄Money

4、maker和轉(zhuǎn)基因番茄MM-R3a-Avr3a雜交。遺傳分析結(jié)果顯示，1057和2308兩個(gè)HR反應(yīng)阻斷的突變體家系F2代HR反應(yīng)和無HR反應(yīng)分離比例符合3∶1，確定1057和2308家系為單基因隱形突變。
　　3.對(duì)1057和2308家系進(jìn)行活性氧途徑分析可知，DEX處理突變體后有O2-的產(chǎn)生和H2O2累積，但卻并未伴隨HR反應(yīng)的發(fā)生，說明在突變體中早期的O2-的產(chǎn)生和H2O2累積的途徑并未被阻斷。qRT-PCR結(jié)果和抗氧化酶活

5、性結(jié)果顯示，DEX處理后突變體中(POD、CAT、APX)與對(duì)照間均表現(xiàn)出差異，突變體中的抗氧化基因（SOD、CAT、 PPO）未表現(xiàn)上調(diào)表達(dá)，證實(shí)了突變基因與抗氧化途徑關(guān)系密切。
　　4.通過對(duì)乙烯釋放量的分析結(jié)果顯示，突變體番茄中乙烯釋放量均受到了抑制。對(duì)ET、JA和SA抗病途徑的一些關(guān)鍵基因分析可知，轉(zhuǎn)基因番茄MM-R3a-Avr3a與Moneymaker相比，EIN2、COI1、JAR1、EDS1、NIM1、PR1基因在D