摘要
番茄(Solanumlycopersicum)因具有特殊风味而深受人们的喜爱，并随着市场对其需求量的增加成为了世界范围内种植的主要经济作物之一。番茄叶霉病是由叶霉菌(Cladosporiumfulvum,C.fulvum)引起的影响番茄产量的常见病害之一，在高温高湿的环境中，叶霉病发病十分迅速并可导致番茄产量减少50％,且严重时可导致整株植株的死亡。目前由于部分抗病材料在田间常年种植导致了叶霉病生理小种分化加速，这使得目前主要应用的Cf基因(如Cf4、Cf5和Cf-9)对大部分生理小种失去了抗性，因此在育种工作中我们急需培育带有抗病基因的新品种以满足对番茄叶霉病防控的需要。 在本课题组多年的田间性状调查中，含有Cf-13基因的Ont7813材料对番茄叶霉病抗病效果较好。然而对Cf-13基因的研究基本处于停滞状态，这也导致了Cf-13基因在育种中无法得到较好的应用。本研究从Cf-13基因的抗性范围、遗传规律、抗性特征、基因定位以及抗病应答机制等方面对番茄抗叶霉病基因Cf-13进行了系统的研究。 主要研究结果如下: (1)通过人工接种鉴定明确了Cf-13基因的抗性范围，该基因对叶霉病生理小种1.2.3和1.2.3.4表现为免疫，对其他2种生理小种表现为高抗，说明Cf-13基因对Cfulvum具有较好的抗性。 (2)通过台盼蓝染色及电镜观察非亲和互作和亲和互作的过程，在抗病材料Ont7813中发生非亲和互作引发超敏反应(HypersensitiveResponse,HR),诱导细胞的程序性死亡进而限制菌丝生长。在感病材料Moneymaker中发生亲和互作，菌丝生长未受到限制，菌丝繁殖较快。根据观察结果，本研究确定了病程变化的重要时间节点9和15d。 (3)通过对抗、感材料人工接种叶霉菌生理小种1.2.3.4,采集不同时间点的叶片进行相关生理指标和激素的测定。在C.fulvum侵染后，抗、感材料中的三种保护酶(SOD、POD和CAT)均被激活，且抗病材料的上升趋势明显高于感病材料，抗、感材料中的JA和SA含量均上升，且抗病材料中JA和SA的含量高于感病材料。 (4)通过对构建的6世代群体(亲本、F1、F2、BC1P1、BC1P2)进行人工接种鉴定，结果表明P1和F1代表现为抗病，P2表现为感病，根据x2检验结果F2群体的抗感比符合3∶1分离规律，BC1P1和BC1P2群体的抗感比符合1∶1分离规律。说明Cf-13基因的遗传模式符合孟德尔遗传定律中的单基因显性遗传。 (5)通过结合BSA关联分析和Caps分子标记将Cf-13基因定位在番茄6号染色体2.4Mb区间内，获得2个与Cf-13基因连锁最紧密的标记为H1和T1,遗传距离分别为0.4cM和0.3cM。根据已克隆Cf基因编码的典型结构特征LRR-TM,在该候选区间内筛选到1个具有相似结构的基因，为Solyc06g033920(SLRLP35)。 (6)分别在抗病材料和感病材料中对SlRLP35基因全长进行克隆并测序。序列比对分析发现在抗病材料599bp有1处SNP突变和2687bp有1处9bp的插入，对蛋白结构进行分析发现抗病材料比感病材料多了1个LRR结构。 (7)对沉默SLRLP35基因后的植株接种C.fulvum病原菌并采集叶片进行表型鉴定、叶片染色观察及生理指标的测定，发现SlRLP35基因沉默后对叶霉病的抗病能力明显下降。 (8)根据病程变化的重要时间节点，采集了接菌后9和15d的叶片进行转录组测序分析。在C.fulvum侵染的过程中，抗、感材料均在转录水平发生了剧烈变化，且抗病材料的差异基因明显多于感病材料的差异基因。根据Ven分析共获得943个在Ont7813抗病材料中特有的DEGs,对这些特有的DEGs进行GO分析和KEGG分析发现大部分的差异表达基因和防御信号转导途径相关。再对这3个关键调控通路进行Network分析发现三个通路间存在多个共同基因，这说明Cf-13介导的抗病应答反应是由多途径共同作用的结果。
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