蔓枯病(Gummy stem blight)是为害甜瓜的主要病害之一,发病时可造成甜瓜不同程度的减产,严重时甚至会导致颗粒无收。PI140471、PI157082、PI511890和PI420145是目前为止国内外所挖掘出的甜瓜抗蔓枯病种质资源,本文对12份甜瓜种质资源进行蔓枯病接种鉴定以及性状综合分析,筛选出综合性状较好且对蔓枯病高抗的抗源PI420145,并对此抗源接种蔓枯病菌后不同时间的防御酶活性和超微结构的变化进行分析,克隆PI420145中NBS类抗病基因同源序列并研究其在接种蔓枯病菌不同时间后的表达特性,具体研究如下:1.甜瓜种质资源蔓枯病抗性的鉴定与评价本试验以12份甜瓜种质资源为试验材料进行苗期人工接种蔓枯病菌鉴定,并结合田间主要农艺性状的调查和统计,综合分析4份抗源的利用价值。结果显示:PI420145对蔓枯病的抗性最强,叶形指数、主蔓节间长和主蔓粗度与8份普通栽培种差异不大,果皮颜色为绿色,果肉颜色为绿色,单果重中等,果肉有香气且果肉甜度达到中甜,甜度为9.7。PI157082和PI511890对蔓枯病的抗性达到中抗级以上,单果重偏小,但果肉口感酸。这3份种质资源不仅可以作为研究蔓枯病抗病机制的试验性材料,还都可以作为具有优良性状的种质资源而应用于甜瓜抗病育种中。通过对4份甜瓜抗源的综合评价,为开展甜瓜抗蔓枯病育种的研究提供了基础。2.甜瓜蔓枯病菌侵染后PI420145不同内源酶活及超微结构的变化本试验以抗蔓枯病材料PI420145和感病材料’白皮脆’为试材,研究并分析其接种蔓枯病菌后不同时间点PAL、PPO及POD活性的变化,利用TEM(电子透射电镜技术),探究蔓枯病菌侵染后寄主细胞超微结构的变化规律。结果表明:3种防御酶PAL、PPO和POD与甜瓜对蔓枯病的抗性关系非常密切。甜瓜受蔓枯病菌侵染后,防御酶活性比对照明显增高,PI420145酶活性增幅和峰值均高于’白皮脆’。其中PAL和PPO活性整体呈现先迟缓上升再快速上升最后缓慢回落的趋势,在接种4d时达到峰值;而POD活性在接种3d～5d时迅速上升,并且在后期仍然保持活性上升的状态。在病原菌侵染早期(1d～3d),甜瓜叶片组织细胞的超微结构没有明显的变化,接种4d时,叶绿体变为球形,开始出现嗜哦体,随着接种时间的增加,为叶绿体提供养分的淀粉粒逐渐减少,寄主细胞严重变形,细胞壁破损,叶绿体内片层结构变形,叶绿体解体。接种4d是蔓枯病菌侵染后寄主细胞发生变化的关键点。3种防御酶活性和寄主细胞超微结构的变化规律可以为鉴定甜瓜蔓枯病早期抗性提供参考。3.甜瓜抗蔓枯病种质资源PI420145NBS-LRR类抗病相关基因同源序列的克隆与表达分析大多数植物抗病(R)基因编码高度保守的核苷酸结合位点和富含亮氨酸的重复结构(NBS-LRR),这一类R基因可以利用于分离与甜瓜抗源PI420145中的蔓枯病(GSB)抗性相关的候选基因。本研究以NBS-LRR类抗病基因的保守结构区设计兼并引物,来分离和克隆甜瓜抗蔓枯病抗源PI420145中的R基因,共克隆到80条甜瓜R基因同源序列(CMRGAs),聚类分析后发现,这80个CMRGAs中有8个CMRGAs属于nonTIR-NBS-LRR亚家族(CNL),其余72个都属于TIR-NBS-LRR亚家族(TNL),其中TNL类又可以分为4组,从每组中选出一个代表(CMRGA6、CMRGA21、CMRGA35、CMRGA69和CMRGA73)进行qRT-PCR分析,结果显示,这5种基因均可以被蔓枯病菌所诱导表达,可能都参与了 PI420145中蔓枯病侵染引起的防御反应,但是其表达量和防御响应时间有所不同,在蔓枯病菌侵染的中期,CMRGA6、CMRGA35、CMRGA69和CMRGA73在PI420145中的表达量均要高于’白皮脆’,在蔓枯病菌侵染后的中期参与防御反应,CMRGA21在PI420145中接种5d～9d时表达量仍然保持较高的水平,在蔓枯病菌侵染的后期参与防御反应。因此,这5种基因在PI420145中受蔓枯病菌诱导后协同作用来参与防卫反应。