番茄黄化曲叶病毒抗性基因克隆及其抗性差异机理

番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)正蔓延全国，严重威胁番茄生产。本研究以一个抗性基因Ty-3（位于第6染色体）番茄种质为材料，通过与对应的番茄渐渗系（IL6各系）杂交、自交，进行遗传连锁分析，图位克隆到Ty-3候选基因，并通过转基因对其功能进行验证。同时，通过回交和分子标记创造含有不同Ty基因（Ty-1, Ty-2, Ty-3，Ty-3a）的近等基因系，在相同遗传背景下分析不同抗性基因的遗传效应，经小RNA测序，分析不同抗性材料在接种TYLCV前后各近等基因系间的差异表达的小RNA及其对应的靶基因，揭示microRNA 参与番茄Ty抗性差异的机理。本项目通过对抗Ty主效基因的克隆和各Ty近等基因系的分析，将对Ty的治控机理及抗TYLCV育种奠定基础。

利用番茄黄化曲叶病毒病(TYLCV)致病因子βc1筛选酵母双杂交库，获得了3个与之互作的寄主蛋白。其中IS3编码一个转录因子，其能被茉莉酸和乙烯诱导，并且能够通过顺式作用元件调控下游靶基因的表达。调控茉莉酸/乙烯转导途径是植株对抗病虫害的重要方式，IS3很有可能是其中的关键基因。酵母点对点及BIFC的试验结果证实IS3与βc1在酵母体内及植株体内均存在真实互作，进一步研究显示IS3基因的DNA结合域是与βc1互作的关键部位。DNA结合域负责与下游靶基因启动子中顺式作用元件的识别与结合，βc1可能通过这种互作的方式，影响IS3对下游靶基因的调控，从而对植株JA/ET途径进行调控。通过对抗病基因Ty-1和等位感病基因ty-1的cDNA序列进行比对，挑选了两个稳定扩增的多元非同义突变位点,分别用来设计Ty-1和ty-1的SNP标记NL3和NL2，将两个标记进行混合得到双重SNP标记NL2-3。通过用NL2-3检验已知的抗病和感病番茄材料，验证了其多态性和稳定性。并用NL2-3对抗感病材料的F3代杂交分离群体和普通自交系进行了Ty-1的筛选，并经过田间观察进一步验证了该标记的可靠性。此方法开发得到的双重SNP标记只需要进行一次PCR反应和一次凝胶电泳就可以区分纯合抗、杂合抗、纯合感3种基因型，提高了育种选择的效率。