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番茄（Solanum lycopersicum）作为我国乃至世界上重要的蔬菜作物,其在农业产业结构以及人们的日常生活中扮演着重要的角色。然而在番茄保护地栽培日常生产过程中易受到多种病原物的侵扰,尤其在我国中部番茄主产区夏季高温高湿的栽培环境下极易引起番茄叶霉病的大面积发生,造成果实产量、品质的严重下降,威胁当地番茄的安全生产。叶霉病菌（Cladosporium fulvum[syn.Passalora fulva]）与番茄植株发生的亲和性互作是番茄叶霉病发生的根源,因此以叶霉病抗性基因Cf为主导的抗叶霉病育种工作便成为工作的重点。目前,已鉴定出Cf-1、Cf-2、Cf-4、Cf-4E、Cf-5、Cf-9、Cf-11、Cf-9DC以及多个Cf-ECPs抗性基因,并成功的将Cf-4、Cf-5、Cf-9应用于生产。含Cf基因的番茄能够抵抗C.fulvum的关键在于,Cf基因编码的类受体蛋白能够特异性识别C.fulvum所分泌的效应因子,从而介导植株产生HR（Hypersensitive response）。但目前存在的新问题是,随着具不同Cf基因的商业番茄品种的长期、大面积推广栽培,C.fulvum生理小种也发生了选择性的激烈分化,其中新近发现的C.fulvum小种2.4克服了Cf-2、Cf-4基因的抗性,C.fulvum小种2.5和2.5.9克服了Cf-5、Cf-9基因的抗性,这些具有广谱或者复合毒性的C.fulvum生理小种使其对应的番茄抗病品种失去抗病性,同时也使番茄主产区C.fulvum小种的流行趋势变的更加多态化。为此,急需挖掘新的、抗性更广更强的Cf基因应用于生产。已经发现的Cf基因都来源于野生番茄,因此挖掘新的Cf抗性基因,并通过转基因或者远缘杂交等手段,将Cf基因导入番茄常规栽培种,继而培育出具叶霉病抗性的植株是番茄抗叶霉病育种的关键。通过多年的、多地的抗病性鉴定,CGN7495材料具有优良的C.fulvum抗性,由Kanwar的鉴定结果得知该材料含有Cf-12基因,来源于醋栗番茄（L.pimpinellifolium）,该基因目前并没有研究基础。因此,本试验主要以番茄叶霉病新抗性候选基因Cf-12的挖掘和筛选,以及Cf-12对C.fulvum的抗性应答机制为主要研究重点,同时也对Cf-12与C.fulvum非亲和互作的组织学特征和抗性遗传规律进行了分析。主要研究结果如下:（1）对Cf-12抗性番茄材料与C.fulvum的非亲和互作过程的详细的显微观察,明确了Cf-12抵御C.fulvum侵染的组织学特征,如C.fulvum孢子在抗性和感病材料上的萌发以及从叶背气孔侵入的过程并没有表现出差异性,但是当C.fulvum菌丝侵入Cf-5、Cf-12等的抗性材料气孔2d后便停止生长,且菌丝肿胀、弯曲,与寄主叶肉细胞接触的菌丝和叶肉细胞彼此都相继崩溃,从而将C.fulvum侵入的菌丝限制在一个很小的有限空间内,使其无法再侵染,且叶片上坏死斑点的产生逐渐增多和扩大。将Cf-12与Cf-5等基因对C.fulvum的抗性特征进行了比较分析后,发现不同的Cf基因对C.fulvum的抗性组织学特征差异表现在过敏性坏死斑点的发生数量和面积等方面。（2）Cf基因对C.fulvum的抗性范围调查结果表明,不同的Cf基因能够抵抗的C.fulvum生理小种的种类也具有较大差异,含Cf-12基因的番茄材料能够抵御1.2、1.2.4、1.5、1.2.4.5、1.2.5、1.2.4.9等多种C.fulvum生理小种的侵染,但并不抗生理小种1.2.3.4,抗性范围的明确对含Cf-12基因番茄有针对性的在不同C.fulvum生理小种流行区合理种植提供参考。（3）依据构建的S.pennellii LA0716与CGN7495的6世代群体,对群体中Cf-12基因的抗性遗传规律的分析结果表明,F2群体中Cf-12基因的分离比符合3:1的分离定律,BC1P1群体中Cf-12基因的实际分离比符合1:1的孟德尔分离定律,由此可知Cf-12基因对C.fulvum的抗性符合单基因显性遗传规律,这与已鉴定的其它Cf基因为单基因显性遗传的规律相一致。（4）在明确Cf-12基因为单基因显性遗传的基础上,通过采用父母本重测序,F2代抗、感群体SLAF简化测序技术进行基于ED（Euclidean Distance）和SNP-index的联合分析,对番茄叶霉病抗性基因Cf-12进行筛选,并成功将其关联到番茄第6号染色体,对目标关联区域所包含基因进行NR、NT、trEMBL、Swiss-prot、GO、KEGG和COG等多数据库的功能注释和LRR-TM-sCT结构预测确定了3个候选基因,在进一步通过Proparam、pfam、SMART、SignalP、ProtComp、SOPMA、Swiss-Model等程序对候选基因编码蛋白的结构域、理化性质、亚细胞定位、二级和三级结构、PPI网络进行了详细分析,以及基于qRT-PCR的表达模式分析和共表达分析的基础上,确定位于CGN7495抗性材料上Solyc06g008270.2基因位点的72 bp碱基片段插入后的基因,即Ccg2基因为所筛选的Cf-12基因。此外,通过对番茄全基因组进行GO分类中定义为结合活性功能（GO:0005515）且具有eLRR-TM结构的基因进行番茄全基因组搜索,结果发现已报道的所有Hcr2s、Hcr9s及Cf-Ecp基因均被覆盖到,这一思路可为研究其它未知的Cf基因的定位工作提供新的途径。（5）对Cf-12对C.fulvum的抗性应答机制研究,采用基于高通量测序的RNA-seq技术,对多时间点的非亲和互作样本进行转录组学分析,通过对测序样本间差异表达基因（DEGs）的k-mean聚类分析,总共发现了3类表达模式,其中最值得注意的是subcluster4中持续高表达的34个DEGs,以及subcluster3中先低表达后又剧烈高表达的41个DEGs,GO分析显示它们富集于氧化还原、氮代谢、磷代谢、结合活性、转移酶活性、激素应答、离子转运以及防御反应相关等类别,这对于后续试验中筛选特异性表达的基因起到重要的辅助作用;可变剪接分析（AS）显示,非亲和互作过程主要发生SE和MXE事件,随着时间的延长SE和MXE两AS事件的总数量呈现增加的趋势,说明这些显著差异的可变剪接在Cf-12基因调控对C.fulvum抗性的转录水平的基因表达的复杂程度以及蛋白质功能的多样性正在发生巨大的变化;GO和Pathway分析表明苯丙氨酸代谢途径、植物—病原菌互作、苯丙烷生物合成、谷胱甘肽代谢,次生代谢产物的生物合成等生物过程中的基因被上调显著富集,对植物激素信号转导途径分析表明SA和ET对Cf-12的抗病防卫反应起重要的调控作用,而JA可能在Cf-12对C.fulvum的抗病防卫反应信号转导途径中起到交叉、辅助的作用。此外,还富集到大量的氧化物酶体,谷胱甘肽过氧化物酶基因,植保素合成基因,与苯丙素和黄酮类代谢途径相关的苯丙氨酸解氨酶基因、4CL、TC4M、F5H,有关黄酮类合成的CHSs、CHI、DFR、FLS,与细胞壁合成相关的纤维素合成酶基因和果胶酶活性的果胶（甲）酯酶基因等也均被富集到呈现上调表达的趋势,与蛋白泛素化相关的E1、E2、E3等多数基因呈上调表达趋势,说明蛋白的泛素化被积极响应,总的来看与SA和ET、PR蛋白、植保素、防卫素、硫堇、木质素、渗调蛋白、过氧化物酶以及黄酮类等的大量合成以及细胞壁的加强都使得Cf-12番茄对C.fulvum产生较好的抗性;在转录因子（TFs）的分析中,首次发现多个新的ARF、MADS、G2-like、G3H、C2H2、b HLH等TFs家族参与到Cf-12对C.fulvum的抗性防卫反应中,且检测到的这60个TFs家族呈现两种表达模式,如bZIP、C2H2、HSF、MADS、NAC等在早期阶段先上调表达,然后在后期下调表达,而bHLH、GRAS、HB、SBP、MYB、WRKY等在抗性反应的后期呈高表达的趋势;通过全面的Cf-12对C.fulvum非亲和互作的转录组学分析,对Cf-12与C.fulvum的抗性应答机制也有了一定的了解。（6）对Cf-12与C.fulvum抗性应答反应中的部分基因的VIGS的初步功能验证,Ccg2候选基因以及NPR1（Solyc07g044980.2）、CDPK（Solyc03g113390.2）基因沉默后的部分植株出现了感病症状,病情指数统计发现沉默NPR1和CDPK的植株仍表现为中抗,而沉默Ccg2的植株表现为中感,说明Ccg2、NPR1（Solyc07g044980.2）、CDPK（Solyc03g113390.2）基因与Cf-12番茄对C.fulvum的抗性应答反应过程相关。