猕猴桃种质资源溃疡病抗性评价及抗性分子机理研究

More than 90 Actinidia germplasms derived from more than 50 species（including endemic）are used for resistance identification and evaluation to kiwifruit bacterial canker caused by pseudomonas syringae pv. Actinidiae (Psa) through in vitro inoculation identification. The genetic diversity of the resistance genes are detected by RGA and TRAP molecular markers and associated with the phenotypic resistance of these germplasms, so as to find the differences in the composition and structure of the resistance genes between resistant and susceptible germplasms. Transcriptome sequencing and Digital Gene Expression (DGE) profiling are used to comparatively analysis the gene differential expression at different stages before and after inoculating Psa to find the difference in gene regulation and expression profiling between resistant and susceptible germplasms.To conclude the study, a group of resistant germplasms will be screened out for kiwifruit breeding, the resistant molecular mechanism and the key resistance genes of the resistant germplasms will be clarified, so as to provide theoretical support for resistance breeding and the control of kiwifruit bacterial canker, additionally, lay foundation for the cloning and isolation of key resistance genes.

利用收集的50多个种类（变种）共90余份猕猴桃种质材料，通过离体接菌鉴定技术对其溃疡病抗性进行鉴定和评价；运用RGA和TRAP分子标记技术对上述种质的抗病基因进行遗传多样性检测并与其溃疡病抗性进行关联分析，寻找抗、感种质在抗病基因结构和组成上的特点和差异；通过DGE高通量测序和分析的方法对比研究抗、感种质在接种溃疡病菌前后不同时间的基因差异表达模式和抗性作用途径。通过上述研究，最终将筛选出一批抗性种质用于猕猴桃育种，揭示抗病种质资源的溃疡病抗性分子机制和发掘关键抗性调控基因，为猕猴桃溃疡病的防控及抗性品种的选育提供理论支持，也为进一步克隆和分离抗病基因打下基础。

猕猴桃溃疡病是由丁香假单胞杆菌猕猴桃致病变种（Psa）引起的一种威胁世界猕猴桃生产的毁灭性病害，目前还没有完全有效的解决办法。现有猕猴桃品种主要由中华猕猴桃选育而来，且普遍对溃疡病感病。现有大部分猕猴桃种质资源对Psa的抗性不明，限制了一些优异抗性资源的开发利用。本项目利用溃疡病离体鉴定技术对100余份野生种质资源和70余份品种资源进行了溃疡病抗性鉴定，从中筛选出了一系列对Psa抗或高抗的种质，将大大促进猕猴桃溃疡病抗性育种。同时我们利用筛选出的高抗种质“Eri-1”（毛花）和高感品种“红阳”（中华）进行了比较转录组学研究，揭示了猕猴桃对溃疡病的抗性机制：抗病宿主模式识别受体基因FLS2可以识别和结合病原菌鞭毛多肽，诱导植株产生PTI防御，并激活和诱导一系列下游抗病相关基因的表达。这期间，植株累积SA，诱导抗病相关基因表达和产生系统获得性抗性。SA显著提高了内源ABA的生成，ABA促进气孔关闭，一定程度上阻止了病原菌的侵入。随后，猕猴桃宿主启动新一轮的ETI免疫反应。大部分R基因特别是TNL和CNL基因显著上调表达，抑制病原菌效应蛋白的反应。而感病宿主无法有效启动PTI反应和积累SA，且无法启动足够多的或有效的R基因进行防御。植物代谢产物在抗病防御中也起到重要作用。抗病植株通过积累活性氧（H2O2），引起细胞程序性死亡和局部组织坏死，阻止病原菌进一步侵染。同时，抗病宿主通过在叶脉中累积木质素和合成胼胝质，并大量合成与膜运输和代谢有关的萜类化合物，抑制和阻止病原菌的生长和迁移。而感病宿主则无法合成足够的具有防御作用的代谢产物。本研究为猕猴桃溃疡病的防治及抗性品种的选育提供了理论支持。