岷江百合抗尖孢镰刀菌的分子机理研究

由尖孢镰刀菌导致的百合基腐病是危害百合生产的世界性病害，已成为限制我国百合产业发展的重要原因。本项目的前期工作及已有研究报道都发现产于我国的岷江百合对尖孢镰刀菌具有很强的抗性。在百合抗病育种中岷江百合已得到广泛应用，但迄今尚无对其抗性分子机理研究的相关报道。本项目拟通过构建岷江百合受尖孢镰刀菌侵染过程的抑制差减杂交cDNA文库，富集岷江百合的镰刀菌抗性相关基因，并结合microarray技术，分析抗病百合以及感病百合受尖孢镰刀菌侵染过程的基因表达谱差异，并从岷江百合中克隆分离抗尖孢镰刀菌功能基因，验证它们在植物抵抗尖孢镰刀菌侵染过程中的功能，从而阐明岷江百合抗尖孢镰刀菌侵染的分子机理。项目的实施有助于深入认识真菌侵染与植物防卫反应的分子机制，不仅能为改良百合品种的抗真菌病害能力奠定理论基础，克隆的抗真菌基因还为培育抗性百合新品种和新材料以及培育其他抗性植物资源奠定物质基础。

由尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp. lilii)导致的百合(Lilium)基腐病是危害百合生产的世界性病害，已成为限制我国百合产业发展的重要因素。分布于我国川西岷江流域的百合特有种岷江百合(L. regale Wilson)对尖孢镰刀菌具有很强的抗性，在百合抗病育种中已得到广泛应用，但迄今尚无对其抗性分子机理研究的相关报道。本项目通过构建岷江百合受尖孢镰刀菌侵染过程的抑制差减杂交cDNA文库，富集了大量岷江百合的镰刀菌抗性相关基因。结合microarray技术，分析抗病百合(岷江百合)以及感病百合('Siberia')受尖孢镰刀菌侵染过程的基因表达谱差异。一些关键的抗性基因如病程相关蛋白(pathogenesis related protein，PR)基因、抗氧化胁迫相关基因、转录因子及信号传导基因、苯丙环代谢相关基因及一些功能未知的基因在抗感百合间的差异表达可能是造成岷江百合和'Siberia'对尖孢镰刀菌侵染敏感性差异的部分原因。采用cDNA末端快速扩增技术从岷江百合中克隆分离了一批抗尖孢镰刀菌功能基因，包括Lr14-3-3、LrbZIP1、LrGLP1、LrGLP2以及PR10基因家族和谷胱甘肽S-转移酶 (glutathione S-transferase，GST)基因家族的成员。还通过反向遗传学技术验证它们在植物抵抗尖孢镰刀菌侵染过程中的功能。本项目的实施初步认识了岷江百合应对尖孢镰刀菌入染的防卫反应，从珍稀植物资源岷江百合中发掘了一批抗病功能基因。本研究不仅有助于深入认识真菌侵染与植物防卫反应的分子机制，还能为抗性百合新品种和新材料的培育奠定理论和物质基础。