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【研究背景】晚疫病是由致病疫霉(Phytophthora infestans (Mont.) de Bary)引起的世界性马铃薯毁灭性病害,并在全球造成重大经济损失。来自云南的晚疫病菌菌株2013-18-306是可以克服所有已知的R1-R11等11个抗晚疫病基因的"超级毒力小种",能够侵染四倍体马铃薯基因型SD20,前期报道该材料高抗晚疫病菌强毒株CN152(race 1, 3b, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11)。最新研究发现二倍体野生种马铃薯基因型JAM1-4(S.jamesii)高抗2013-18-306,并产生明显的HR,预示着JAM1-4是一个新的理想抗源。基因富集测序(dRenSeq)可对已知功能抗性基因进行高可信度鉴定和完整序列验证,是已知R基因的鉴定工具,此新技术的应用大大加速了马铃薯抗晚疫病基因的发掘和克隆;【材料与方法】以高抗致病疫霉菌超级毒力菌株2013-18-306的二倍体野生种马铃薯基因型JAM1-4为材料,首先利用d RenSeq技术鉴定JAM1-4中是否存在新的抗病基因;然后采用喷雾接种法对JAM1-4马铃薯组培苗进行活体接种致病疫霉菌2013-18-306,分别在接种后24、48、72h取样进行RNA-seq测序,并进行差异表基因分析、GO富集和KEGG途径分析及q RT-PCR验证。【结果与分析】d RenSeq结果表明,通过对45个功能性晚疫病NB-LRR基因进行检测,在mismatchrate等于2%时,JAM1-4对R3a_Blb7645显示完全覆盖。但是R3a并不能抵抗全毒株,推测在JAM1-4中含有新的抗晚疫病基因。随后利用RNA-Seq分析JAM1-4中对全毒株2013-18-306的晚疫病抗性响应基因及抗病调控机制。结果显示共有3128个基因响应病原菌的侵染而差异表达,GO富集和KEGG途径分析结果表明,在致病疫霉处理后大量抗病相关途径被显著富集,揭示了全毒株诱导下JAM1-4中复杂的抗病网络调控系统。50个抗病相关差异表达基因(DEGs)热图结果显示,同一类基因的表达模式并不完全一致,也预示着抗病反应的复杂性。在寄主响应病原菌诱导24h时,DEGs差异表达最明显,说明在马铃薯-致病疫霉菌互作初期,寄主的防御反应最强烈,并且在整个防御过程中诱导了大量正调控因子,同时发现与植物主动抗病、多重激素信号传导、次级代谢和光合抑制相关的基因差异表达。【结论】二倍体马铃薯基因型JAM1-4是一个理想的晚疫病抗源,在与致病疫霉菌非亲和互作中,主动抗病机制、SA-JA-ET组成的多重信号转导途径、次级代谢途径以及主动光合抑制在JAM1-4对"超级毒力小种"2013-18-306抗病免疫中具有重要作用,本研究为深入探讨马铃薯抗病防卫机理及抗病育种提供了重要理论支撑。