基于全基因組重測(cè)序獲得的具LRR結(jié)構(gòu)域基因的抗黃瓜白粉病功能鑒定.pdf

1、黃瓜白粉病是黃瓜（Cucumis sativus L.）生產(chǎn)上的三大主要病害之一，發(fā)病時(shí)不但降低植株的光合效能，同時(shí)影響植株產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)，發(fā)病嚴(yán)重時(shí)常常引起30％左右的減產(chǎn)。黃瓜抗白粉病新品種選育及應(yīng)用是克服白粉病危害的根本技術(shù)途徑?；诨蚪M測(cè)序技術(shù)和生物信息學(xué)的方法探究抗病基因已成為可能。本研究利用高通量Illumina測(cè)序技術(shù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室多年篩選獲得的一個(gè)具有高抗白粉病且能穩(wěn)定遺傳的片段代換系SSL508-28和高感白粉病受體親本

2、D8進(jìn)行了全基因組重測(cè)序，對(duì)比黃瓜9930參考基因組信息，在SSL508-28中發(fā)現(xiàn)了468，616個(gè)單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)（single nucleotide polymorphisms，SNPs）和67，259小片段插入缺失位點(diǎn)(insertion/deletion，InDel)，在D8中獲得了537，352個(gè)SNPs和91，698個(gè)InDels。通過(guò)對(duì)比SSL508-28與D8基因組，共得到了15，682個(gè)SNPs和6，262個(gè)InD

3、els，這些SNPs和InDels趨向于集中分布在五號(hào)染色體上。基于以上結(jié)果，我們對(duì)獲得的SNPs和InDels進(jìn)行了功能注釋，發(fā)現(xiàn)有120個(gè)SNPs為非同義(non-synonymous)突變，30個(gè)InDels為移碼突變(frameshift mutation)，這些非同義突變SNPs和移碼突變InDels分布在94個(gè)基因當(dāng)中。為了進(jìn)一步驗(yàn)證94個(gè)突變基因?qū)SL508-28抗白粉病表型的貢獻(xiàn)，我們對(duì)這94個(gè)基因進(jìn)行了功能分類，其中

4、有5個(gè)基因?qū)儆诳共?resistance，R)基因家族中NBS-LRR(Nucleotide binding site-leucine-rich repeats)類，利用qRT-PCR對(duì)這5個(gè)NBS-LRR基因在D8和SSL508-28中接種白粉菌前后的表達(dá)量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，基因Csa2M435460.1和Csa5M579560.1表達(dá)量在SSL508-28接種白粉菌后明顯上調(diào)且在48小時(shí)達(dá)到表達(dá)高峰，而D8接種白粉菌前后表達(dá)量沒(méi)有

5、明顯變化。為了進(jìn)一步驗(yàn)證候選基因與黃瓜抗白粉病密切相關(guān)，我們通過(guò)qRT-PCR分析Csa2M435460.1和Csa5M579560.1在黃瓜不同抗感白粉病品種中的表達(dá)量，結(jié)果顯示，Csa2M435460.1和Csa5M579560.1在抗病品種中的表達(dá)量高于感病品種，且在供體親本JIN5-508中兩基因的表達(dá)量最高。此外，我們還發(fā)現(xiàn)在SSL508-28中基因Csa2M435460.1和Csa5M579560.1的編碼區(qū)發(fā)生的一個(gè)非同義