茄科重要病害抗性基因的鉴定及克隆

Disease is the most damaging factor for crop production. Like other crops, vegetables face challenges from various pathogens including bacteria, fungi and viruses. The most economic, efficient and enviromentally friendly approach for disease control is the use of resistant cultivars. To develop resistant cultivars requires a comprehensive understanding of the genes encoding resistance. In this study, we propose to develop novel approaches for rapid identification and cloning disease resistance genes in Solanaceae. One approach uses virus-induced gene method targeting all NBS-LRR encoding genes in Solanaceae; the other one combines traditional map-based cloning and the next generation sequencing method. We plan to clone at least two resistance genes, including one against tomato yellow leaf curve virus.

病虫害是农业生产的主要障碍之一。使用抗性品种是一种最经济、最有效并最环保的病虫害防治措施，正因如此培育抗性品种是现代育种的主要目标之一。抗病基因的遗传定位及克隆能大大加快抗性品种的培育。本项目拟通过比较基因组学的方法，系统分析茄科植物番茄、马铃薯、烟草中的NBS-LRR类抗病基因，将此类抗病基因分成亚家族，并为每一个亚家族建立一个病毒诱导基因沉默载体。使用这一沉默系大量筛选茄属和烟草属不同物种，从而鉴定各种茄科重要病害的抗性基因。同时，利用候选基因法，结合二代测序技术以及传统遗传定位方法，快速鉴定抗病基因。本项目建立和完善的茄科抗病基因克隆新方法，有助于快速鉴定和克隆茄科中的各类抗病基因，为培育抗性品种打下基础；本研究计划利用新方法克隆2个抗病基因，其中包括一个番茄黄化曲叶病（TYLCV）的抗性基因。

病虫害是农业生产的主要障碍之一。使用抗性品种是一种最经济、最有效并最环保的病虫害防治措施，培育抗性品种是现代育种的主要目标之一。全基因组抗病基因家族的详细分析可促进抗病基因的快速克隆，抗病基因的获得能大大加快抗性品种的培育。本项目通过比较基因组学的方法，系统分析茄科植物番茄、马铃薯、辣椒和烟草中的NBS-LRR类抗病基因，将此类抗病基因分成亚家族，分析每个亚家族的进化规律。以番茄基因组的抗病基为对象构建了147个VIGS沉默载体，覆盖番茄Heinz1706中64个抗病基因亚家族，以烟草抗病基因及抗病相关基因构建载体共200多个。这些抗病基因的VIGS载体为未来番茄抗病基因的克隆提供了新的途径。.项目利用BSA+第二代测序的方法共定位了番茄Ty-2抗病，4个烟草TMV抗性基因。通过遗传方法克隆了2个TMV无症状隐性基因；用同源体方法和遗传方法相结合共克隆了5个TMV抗性基因，其中有些基因的抗性比已知TMV抗性基因N基因具有更广的抗谱，有的基因在高温下也具有抗性作用。.本项目的研究结果有助于未来茄科作物抗病基因的克隆。无症状基因的克隆促进了人们对病原菌和植物的分子互作机理。多个抗病基因的获得可用于茄科作为抗性品种的培育。