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十字花科植物是重要的油料作物,蔬菜和饲料来源。由根肿菌（Plasmodiophora brassicae Woron）引起的根肿病导致十字花科植物的减产,造成严重的经济损失。目前已从芸薹属植物中克隆编码TIR-NBS-LRR蛋白的抗根肿病基因Crr1a和CRa,其中CRa对根肿菌的抗性表现为显性。然而,对CRa等抗根肿病基因的抗病机理知之甚少。本研究通过CRa的组织定位、亚细胞定位以及在拟南芥中异源表达验证等方法鉴定了基因功能;以抗根肿病大白菜CR3-2为试材,通过致病菌和非致病菌胁迫下 mRNA和small RNA组学研究,筛选了参与大白菜-根肿菌互作的的代谢途径和CRa下游蛋白;利用酵母双杂交、双分子荧光互补、荧光素酶互补、烟草叶片的程序性细胞死亡（PCD）测定以及原生质体ROS检测等方法确定了CRa基因下游的信号通路;以抗、感根肿病大白菜近等基因系CR 3-2和CS 3-2为试材,分析了根肿菌胁迫下大白菜MKKs和MPKs基因的表达模式。主要结果如下:1.CRa基因的功能分析用9种根肿菌分别处理抗病大白菜CR 3-2,鉴定了对含有CRa的大白菜材料致病的4种菌和不致病的5种菌,并选用pbE为致病菌、pb4为非致病菌进行了对CRa的功能研究。从CR 3-2中扩增2000bp大小的CRa基因启动子序列和CRa基因的CDS序列,连接到植物表达载体并通过农杆菌介导法转化野生型拟南芥Col-0,得到稳定遗传的T3代株系。用pbE和pb4处理拟南芥,发现野生型拟南芥Col-0对两种菌均表现为感病,转CRa基因的拟南芥对pbE表现为感病,对pb4表现为抗病。GUS组织化学染色发现CRa主要表达在根部,蛋白亚细胞定位结果表明CRa定位在细胞膜和细胞质。2.pb4和pbE胁迫下CR 3-2的mRNA和small RNA转录组分析用pb4和pbE分别处理CR3-2,对接菌后第0、8和23天的15份材料做了 mRNA和small RNA转录组测序。对比接菌后第8天的两组材料（pbE-8d-vs-pb4-8d）,发现129个差异表达基因和49个差异表达miRNA,差异表达基因显著富集到KEGG数据库的亚油酸代谢和alpha-亚麻酸代谢信号通路;对比接菌后第23天的两组材料（pbE-23d-vs-pb4-23d）,发现830个差异表达基因和79个差异表达miRNA,差异表达基因显著富集到KEGG数据库的硫代葡萄糖苷生物合成、亚油酸代谢和alpha-亚麻酸代谢信号通路,Bra012655在pbE处理下没有表达,pb4处理下有表达。联合分析mRNA和miRNA转录组中差异表达基因和miRNA,在pbE-8d-vs-pb4-8d和pbE-23d-vs-pb4-23d中共筛选出5对有负调控关系的miRNA-mRNA。通过qRT-PCR,对19个差异表达基因和3个差异表达miRNA进行了验证。3.钙信号通路通过AtCBL1-AtCIPK9参与CRa介导的免疫反应通过氨基酸序列比对发现Bra012655与拟南芥AT4G17615（AtCBL1）高度同源,保守结构域分析结果表明Bra012655有4个EF-hand结构。用酵母双杂交、双分子荧光互补和荧光素酶互补等试验,筛选出与AtCBL1互作的下游激酶蛋白AtCIPK6、AtCIPK9和AtCIPK13。GUS组织化学染色结果表明AtCBL1、AtCIPK9和AtCIPK13在根部有表达;亚细胞定位结果表明AtCBL1表达在细胞膜,AtCIPK6、AtCIPK9和AtCIPK13表达在细胞膜和细胞核。烟草叶片PCD测定结果表明,AtCBL1-AtCIPK9和AtCBL1-AtCIPK6促进CRa介导的烟草叶片PCD。用pb4处理转化CRa的拟南芥转基因株系,发现pCRa::CRa in cbl1/cipk9拟南芥株系的发病指数显著高于pCRa::CRa in Col-0株系的发病指数,且发病指数与CRa基因的表达量无关。4.ROS信号通路通过AtRBOHD和AtRBOHF参与CRa介导的免疫反应拟南芥叶片原生质体ROS检测试验结果表明Col-0和rbohd突变体中都能产生CRa触发的ROS;与Col-0相比,在rbohd突变体中CRa触发的第二个ROS峰显著降降低,且维持时间也变短。用pb4处理转化CRa的拟南芥转基因株系,发现pCRa::CRa in rbohd/rbohf拟南芥株系的发病指数显著高于pCRa::CRa in Col-0株系的发病指数,且发病指数与CRa基因的表达量无关。5.MAPK级联途径参与CRa介导的早期免疫反应本研究鉴定了 11个BraMKKs和30个BraMPKs,并进行了生物信息学分析。根据半定量PCR和qRT-PCR分析了 pb4处理第0、10、12、13和14小时后大白菜根、下胚轴和叶部BraMKKs和BraMPKs的表达情况,并筛选出根肿菌处理下表达模式发生变化的5个BraMKKs和16个BraMPKs。