分蘖洋葱种质资源的遗传多样性及其对番茄的化感作用机理

采用ISSR、SSR、AFLP等分子标记方法研究分蘖洋葱种质资源的遗传多样性；通过其对番茄的化感潜力的研究，找出化感潜力差异较大的分蘖洋葱品种，采用PCR-DGGE和荧光定量等技术研究其对番茄的幼苗生长、土壤微生物、病原菌的化感作用；结合差异蛋白质组学，cDNA-AFLP以及生物信息学的技术与方法，从分子水平分离分蘖洋葱化感作用相关的差异基因和差异蛋白，明确与化感作用相关基因并克隆，为分蘖洋葱化感基因的转基因研究奠定基础。.本研究可望明确分蘖洋葱种质资源的亲缘关系及对番茄的化感潜力，探明分蘖洋葱遗传多样性与番茄化感作用之间的相关性，筛选出对番茄具有较强化感促进作用的分蘖洋葱种质资源，阐明番茄套作分蘖洋葱控病增产的土壤微生物学机理；从蛋白水平揭示分蘖洋葱对番茄的化感作用机理，为分蘖洋葱种质资源保存利用及减轻番茄连作障碍提供理论基础和技术支撑。

针对设施蔬菜连作障碍严重以及轮作难的问题，我们提出了分蘖洋葱伴生（套作）番茄栽培模式。本研究以番茄和分蘖洋葱为试材，采用农艺性状调查及分子标记方法，明确了48份分蘖洋葱种质资源遗传多样性；评价了分蘖洋葱种质资源对番茄的化感潜力，筛选出了化感潜力不同的分蘖洋葱品种，并研究了其对番茄的幼苗生长、土壤微生物、病原菌的化感作用；利用差异蛋白质组学、转录组学方法，筛选并克隆了分蘖洋葱对番茄的化感作用相关基因。研究探明了分蘖洋葱亲缘关系与化感作用的相关性，阐明了番茄套作分蘖洋葱控病增产的化感作用机理，发表论文9篇，其中SCI论文3篇，获省部级奖励2项，建立地方标准1项。该项研究为防控连作障碍栽培模式的进一步推广应用具有重要意义。. 1. 通过表型性状分析、ISSR、SSR、AFLP分子标记研究了供试分蘖洋葱种质资源遗传多样性，探明了其生态遗传学关系，发现供试分蘖洋葱材料不存在同物异名或同名异物现象，对分蘖洋葱遗传多样性的评价以AFLP标记最为适合。. 2. 评价了分蘖洋葱根系分泌物对番茄幼苗、枯萎病病原菌的化感潜力，发现分蘖洋葱种质资源遗传背景与化感潜力间无显著规律的相关性。筛选出了遗传背景相似、化感潜力差异最大的两对品种组合绥化-宁安市红城、五常红七社-七台河2。. 3. 分蘖洋葱根系分泌物、分蘖洋葱套作均促进了番茄生长，提高了土壤pH值、速效养分含量增加、土壤酶活性、细菌群落结构多样性。不同化感潜力分蘖洋葱根系分泌物对番茄枯萎病病原菌的孢子萌发、产孢量、菌丝生长及生物量均有抑制作用。其中，化感潜力强的绥化、五常红七社套作效果最佳。. 4. 蛋白双向电泳和DGE差异表达谱初步确定出与化感作用相关基因有：苯丙氨酸解氨酶、蒜氨酸、f-box族蛋白、NAD-差向异构酶、GTP结合蛋白、细胞色素b6-f复合物铁硫亚单位、细胞色素P450。. 5. 通过RACE-PCR和RT-PCR的方法克隆了分蘖洋葱的PAL、CHI基因。分蘖洋葱AcadCHI 基因序列大小为743bp，开放读码框共633个碱基，编码210个蛋白，多肽分子量为23.75 kDa，等电点pI值为4.86。分蘖洋葱AcadPAL全长2254 bp，包括开放阅读框为1-2124 bp区域，编码一条含708个氨基酸的蛋白质，多肽分子量为77.01 kDa，等电点pI值为5.86。