马铃薯Y病毒N株系（Potato virus Y necrosis strain,PVYN）侵染烟草植株后可引起烟草叶脉坏死,烟叶质量显著降低甚至失去烘烤价值。近年来,矿质元素与植物间相互作用抵抗植物病毒病害的研究越来越受到关注。本研究室前期研究发现,镁元素可促使烟草对PVYN产生抗性,但作用机制尚不明确。本文利用转录组测序技术、病毒介导的基因沉默技术,研究了镁元素调控烟草抗PVYN的分子机制,主要研究结果如下:1.镁元素对烟草感染PVYN后可减轻症状表现,且能有效降低PVYNRNA及CP在烟草叶片中的积累量。本实验以普通烟草K326为试验材料,使用霍格兰培养液差异培养,设置5个Mg2+浓度梯度,分别为60mg/L、120mg/L、240mg/L、360mg/L、480mg/L,观测接种PVYN后不同处理间发病程度的差异。结果表明,Mg2+浓度480mg/L的处理烟叶茎基部出现症状最迟,较其它浓度处理延迟2天,且症状也轻;利用实时荧光定量PCR（RT-q PCR）检测叶片中PVYNRNA积累量、利用免疫印迹法（Western blot）检测叶片中PVYNCP积累量发现,镁元素能降低PVYNRNA和CP在烟草叶片中的积累量,接种后第8天480mg/L的处理与60mg/L的处理相比差异最大,病毒RNA积累量降低14.53%。2.利用转录组测序技术,结合生物信息学方法对镁元素调控烟草感染PVYN后差异表达基因进行了分析。分析过程中本文重点关注了生理途径差异表达基因富集程度较高的主要几个方面如谷胱甘肽代谢途径（Glutathione metabolism）、MAPK信号通路（MAPK signaling pathway-plant）、苯丙氨酸代谢途径（Phenylalanine metabolism）及α–亚麻酸代谢途径（alpha-Linolenic acid metabolism）,相对应的分别富集在谷胱甘肽S-转移酶（glutathione S-transferase,GST）、过氧化氢酶同工酶（catalase isozyme,CAT）合成、苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia-lyase,PAL）、核糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase,Ru BP）的合成;对调控以上物质合成的基因进一步分析筛选出了在各处理中差异表达幅度较大的基因,分别为Nb GST、Nb CAT、Nb PAL、Nb Ru BP。3.利用病毒介导的基因沉默技术,验证上述关键基因的功能。本试验扩增关键基因片段并将其与TRV载体连接构建VIGS体系,浸润本生烟下部叶片获得转基因植株。十天后沉默PDS基因植株表现白化,各处理基因沉默效率在70%左右,然后接种PVYN。十天后各处理叶片皱缩卷曲发病,利用RT-q PCR和Western blot检测接种PVYN后第10天叶片中病毒RNA和CP的积累量,并于沉默关键基因前1天、沉默基因第10天、接种PVYN第10天3个时间点检测相关酶活性。结果发现,沉默关键基因后病毒积累量显著上升,各基因调控相关酶的活性显著下降,验证了镁元素可以调控上述4个基因诱导烟草产生抗PVYN能力。