海岛棉抗黄萎病基因的发掘，鉴定与功能验证

近年来，由于气候环境变化，棉田长期连作，棉种异地引种频繁等诸多因素影响，黄萎病害爆发严重，迫切需要发掘抗黄萎病新基因，培育抗黄萎病棉花新品种。海岛棉是公认的高抗棉花黄萎病优异资源。我们的前期研究已鉴定出海岛棉抗黄萎病主效QTL及其染色体位置。通过筛选我室创建的以陆地棉遗传标准系TM-1为背景的海7124的染色体单片段置换系（CSIL），获得5个含上述QTL区间的CSIL系，田间黄萎病圃抗性鉴定表明该材料表现耐病。通过配置其与TM-1的F2分离大群体，已完成D11抗病QTL区间的精细定位。本项目在上述研究基础上，进一步进行抗病QTL精细定位，基于定位结果从海7124 BAC文库中筛选阳性克隆，通过BAC克隆的测序分析，完成海岛棉海7124抗黄萎病候选基因克隆；明确所克隆基因的存在方式和表达特点并进行转基因功能验证，明确其抗病育种利用价值并提供转基因抗黄萎病棉花新材料用于棉花抗病新品种培育。

近年来，由于气候环境变化，棉田长期连作，棉种异地引种频繁等诸多因素影响，黄萎病害爆发严重，迫切需要发掘抗黄萎病新材料，新基因，培育抗黄萎病棉花新品种。海岛棉是公认的高抗棉花黄萎病优异资源。我们的前期研究已鉴定出海岛棉抗黄萎病主效QTL及其染色体位置。本项目在上述研究基础上，进行了抗病材料创制，抗性基因克隆及功能分析，黄萎病菌致病基因发掘等系统研究。主要研究结果：（1）鉴定获得优异抗病材料8份。其中筛选我室创建的以陆地棉遗传标准系TM-1为背景的海7124的染色体单片段置换系（CSIL），获得5份含上述QTL区间的CSIL系，田间黄萎病圃抗性鉴定表明该材料表现耐病。通过聚合陆地棉5026和60182已鉴定的抗黄萎病QTL位点，获得抗病性、产量及品质性状均表现优良的材料3份。（2）克隆并初步功能分析抗黄萎病关键基因8个。明确GbVR12和GbVR25与海岛棉黄萎病抗性显著相关，GblysoLP2是棉花抗黄萎病的负调控基因，发现MAPK家族基因、几丁质受体蛋白家族基因中抗黄萎病关键成员。明确GbRLK与植物抗逆和抗病信号传导相关。上述8个抗病候选基因正在进行转基因棉花新材料创制研究，以进一步开展其抗病功能解析。（3）阐明4个重要致病基因在棉花黄萎病菌中的功能特征。明确VdAtg8和VdAtg12基因的缺失严重影响黄萎病菌的致病力。VdMsb是黄萎病菌关键的致病基因。黄萎病菌Rac蛋白通过Cla4调控真菌细胞的极性生长及致病力。研究结果为通过靶蛋白方法防治棉花黄萎病提供依据。通过上述研究，发表SCI收录论文10篇。申请国家发明专利3项，其中2项获授权。培养博士研究生5名，硕士研究生2名。参加国际学术交流2次，国内学术交流2次，并作大会报告。项目主持人获2015年中国青年女科学家奖。