番茄白粉病抗性反应必需基因ShORR-1作用机理分析

番茄白粉病是一种世界范围的真菌病害。我们以前的研究表明番茄ShORR-1是番茄白粉病抗性反应的必需基因，沉默该基因可以阻断抗性反应，使抗病材料表现为白粉病感病性，通过RACE技术和基因组步移相结合的方法，得到该基因的全长，BLAST序列分析显示其不与任何功能已知的基因同源，显示该基因为番茄新基因。本项目拟利用酵母双杂交检测该基因是否与已知的抗性反应必需基因（例如RAR1,SGT1等）互作，及发现与其互作的其他基因；利用沉默和超表达该基因的番茄植株，对其参与的抗性反应信号途径进行分析；利用沉默该基因的抗病番茄植株，分析其是否在不同病原诱导的抗性反应（EIT）中的广谱作用；利用沉默该基因的感病番茄植株，分析其是否参与了病原相关分子模式（PAMP）引起的免疫反应（PTI）。根据以上分析结果,可以诠释该基因在番茄与（非）病原微生物互作中的作用机理，为番茄持久和广谱抗病育种提供理论依据。

番茄白粉病是一种世界性真菌病害。ShORR-1是番茄白粉病抗性反应必需基因，序列分析显示该基因为功能未知新基因。我们利用病毒诱导基因沉默、酵母双杂交等方法对该基因进行系列研究，得到以下结果和结论：1）ShORR-1不与已知的抗性反应必需基因（RAR1, SGT1, HSP90等）互作，表明ShORR-1介导信号途径可能是一个新途径；2）筛选获ShORR-1的互作基因，洋葱表皮亚细胞定位显示ShORR-1 和ShORR-1-16都定位在细胞膜，进一步证明二者互作，序列分析表明该基因也是一个功能未知新基因，进一步表明ShORR-1介导信号途径是新途径；3）对激素信号途径突变体进行ShORR-1超表达分析发现ShORR-1介导抗性反应途径与乙烯途径不交联，与茉莉酸途径具有交联；4）ShORR-1不仅是番茄白粉病抗性反应的关键基因，还是晚疫病和黄萎病抗性反应的关键基因，参与了多种病原菌引起的效应子激发免疫反应（ETI），具有广谱性；5）利用壳聚糖筛选酵母双杂交文库，获2个壳聚糖诱导病原相关分子模式激发免疫反应（PTI）关键基因，CTS-1和CTS-2，序列分析表明两个基因新基因； 6）CTS-1与ShORR-1-16是同一基因，间接说明ShORR-1参与壳聚糖诱导的PTI；7）利用酵母异源基因互补技术，获1个番茄新基因，该基因能够互补酵母高尔基体囊泡形成关键基因的突变体，而该基因与壳聚糖介导PTI关键基因CTS-2是同一基因，说明高尔基体囊泡形成可能参与PTI；8) ShORR-1-16被证明和农杆菌毒性蛋白互作蛋白（VIP）基因、致病疫霉无毒基因AVR3a以及ShORR-1互作，且和CTS-1是同一基因，说明该基因是PTI和EIT交联共用的关键基因；9）Avr3a和SlMlo基因均与HSP90互作，但HSP90与ShORR-1不互作，表明番茄晚疫病和白粉病抗性反应途径有交叉，也有特异性；10）发现番茄白粉菌中国小种变异，获纯化菌株，分离鉴定一批相关白粉菌和真菌病原菌，为下一步番茄与不同病原菌研究奠定基础；11）筛选拟南芥RNAi文库获一个番茄白粉菌抗性反应关键基因；12）对番茄白粉菌对茄科及其他物种致病性分析，确定寄主抗性和非寄主抗性材料，为下一步抗性基因的发掘提供材料资源。可以诠释ShORR-1在番茄ETI和PTI中的作用机理和为持久和广谱抗性育种提供依据。