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马铃薯是我国的重要经济作物,但病毒病使马铃薯产量和品质都严重下降,其中马铃薯Y病毒（Potato virus Y,PVY）是危害马铃薯最重要的十种病毒之一,严重影响我国马铃薯产业的发展。本研究前期以具有PVY极端抗性的二倍体马铃薯野生种S.chacoense 40-3为母本与感病二倍体野生种S.berthaultii 143-6杂交构建了分离群体,将抗病基因定位于M2526-2及M4950-1之间141.7 kb的范围。本研究在此基础上,通过图位克隆的方法进一步精细定位和克隆了PVY极端抗性基因Rychc,并将其稳定转化到二倍体感病栽培种AC142中进行功能鉴定,最后通过转录组测序的方法对其抗病机理进行初步解析。主要研究结果如下:1.对抗感亲本及抗感后代混池的DNA分别进行Ren Seq测序,分析结果显示抗病亲本与抗池及感病亲本与感池相一致的目标多态性单核苷酸多态性位点（SNPs）均位于前期定位区间内部或附近,证明前期定位结果是完全正确的。受该技术启发,用前期开发的抗感材料间没有扩增条带多态性的基因标记引物直接以抗感材料为模板进行PCR扩增并测序,寻找上述类型的多态性SNP位点,最终开发了1个紧密连锁的SNP标记（SNP48）,将基因定位在M2526-2与SNP48之间113.3 kb的范围。为进一步精细定位,以S.chacoense 40-3为父本,以S.berthaultii 143-6为母本进行杂交构建了具有2512个后代单株的F1扩大群体。用最近的两端侧翼标记M28和M50对这2512个单株进行基因型鉴定,找到了5个重组单株。综合5个重组单株的表型和基因型数据,将定位区间缩小至107.7 kb的范围。2.利用抗病亲本S.chacoense 40-3构建了覆盖马铃薯基因组约10倍的BAC文库。利用本研究前期开发的Rychc左翼标记M2526和M28及右翼标记SNP48和M50从BAC文库中筛选到了8个阳性克隆,并对能最大程度覆盖精细定位区段的3个克隆,71-24H、74-24B和100-8O进行测序。以71-24H的序列为模板进行基因标记开发,利用新开发的M71-20,M71-21-1和M71-28-3三对连锁标记筛选到了新的阳性克隆64E14并对其进行测序,但未能完全覆盖Rychc所在染色体的整个精细定位区段。以感病BAC克隆100-8O为模板设计引物,克隆得到精细定位区间缺少部分的序列。最终获得的抗病亲本序列拼接总长297.7 kb,其中精细定位区段M28及SNP48之间的拼装序列共174.1 kb,比参考基因组增加了66.4 kb。3.利用最新拼装的S.chacoense 40-3的精细定位区段序列进行基因标记的开发,共开发了9对与Rychc紧密连锁的DNA标记,最终将区段缩短至M71-28-3与M64-17之间26.1 kb的范围。经序列预测,区段内共4个候选基因,其中C2编码氧化还原酶,C3和C4为TIR-NBS-LRR类抗病基因,C5没有预测到保守结构域。4.为了确定功能基因Rychc,将C2、C3和C4共3个候选基因通过农杆菌介导的稳定转化导入到感PVY的二倍体马铃薯栽培种AC142中,接种PVYO-FL进行表型鉴定,鉴定结果表明只有C4的超量表达株系具有对PVYO-FL的抗性,从而证明C4是目的基因Rychc。对Rychc的超量表达植株继续接种PVYN、PVYNTN和PVA 3种病毒,结果显示Rychc的超量表达植株对这3种病毒均具有抗性,证明Rychc确为极端抗性基因。5.对Rychc的转录本进行分析发现其具有两种类型剪接体,可变剪接的类型为内含子保留（Intron retention）,两种剪接体均具有完整TIR-NBS-LRR结构。Rychc的本氏烟草稳定转化株系不具有抗病功能,说明Rychc行使功能可能还需要马铃薯特有内源基因的参与。为了研究Rychc介导的极端抗性的调控网络,本研究对Rychc的超量表达植株C4-1和对照AC142在病毒诱导后0 h、0.5 h、12 h及24 h共4个时间点进行了转录组测序。对4个时间点的差异表达基因进行富集分析发现,在病毒诱导后的4个时间点均有大量细胞壁组织和合成相关的基因差异表达,暗示Rychc可能通过调控细胞壁的结构来发挥抗病功能。而且Rychc转基因株系中（-）-jasmonoyl-isoleucine、jasmonoyl-valine和jasmonoyl-leucine 3种茉莉酸的氨基酸衍生物合成相关基因在病毒诱导后12 h和诱导后24 h较野生型AC142显著上调,暗示Rychc可能通过合成这些信号分子来触发一系列的抗PVY的免疫防卫反应。6.用12份S.chacoense系野生种材料和22份感病资源材料对左翼DNA标记M71-20、功能标记MG64-17和右翼DNA标记M64-17进行验证,发现MG64-17的基因型检测结果与表型符合率达到100%,可用于后期以S.chacoense系材料为育种资源的分子标记辅助选择育种。