月季抗白粉病基因RmMLO的功能分析和定位研究

白粉病是月季温室栽培的第一大病害，已严重影响了全球的切花月季生产。云南是中国蔷薇的分布中心，也是全球切花月季的主产区之一，但对蔷薇野生资源的优异性状/基因缺乏研究制约了其在现代月季遗传改良中的应用。项目在获得并初步评价月季野生型抗白粉病基因RmMLO全长cDNA的基础上，应用生物信息学分析软件对RmMLO基因进行同源比对和结构分析；然后采用实时定量RT-PCR技术分析该基因的时空表达；而后利用已建立的月季遗传转化体系，构建该基因的高表达载体和基因沉默载体，转化月季愈伤组织或胚状体获得转基因植株，对其进行抗性鉴定，明确该基因在月季中的的生物学功能；最后利用SSCP分子标记技术和软件对该基因进行定位分析。这不仅有助于明确该基因在月季中的结构、功能和位置，开发与其紧密连锁的分子标记，探索分子标记辅助育种和转基因花卉策略，而且为培育抗性月季新品种提供候选基因，同时为发掘利用其它有利基因提供借鉴。

由白粉病菌引起的白粉病害是全球切花月季生产的第一大病害，也是庭院月季和盆花月季的主要病害之一。Mlo基因是一类新发现的抗病基因，某些双子叶植物隐形突变的Mlo基因让其获得了广谱高抗的抗病性。本项目完成了4个具有Mlo类保守结构域的月季白粉病抗病相关全长基因的克隆，分别命名为RhMLO1-RhMLO4 (GenBank 登记号为JX847131-134)，并完成了4个基因的序列分析和遗传图谱构建，生物信息学分析研究表明，它们与来自其他双子叶植物同源基因的亲缘关系较单子叶更近，遗传图谱构建将它们分别定位到5、3、1、1号连锁群上；时空表达谱研究表明，MLO1和MLO2基因在不同组织部位及不同胁迫中的表达模式趋于一致，两者在不同胁迫下均表现为积极响应诱导上调，并且在受白粉病菌侵染的不同阶段均表现为表达量显著上升趋势，这2个基因有可能在月季与白粉病菌互作的过程中扮演着重要角色；转RhMLO1基因功能验证表明该反义基因的导入显著地提高了月季植株对白粉病菌多个生理小种的抗病能力。本项目不仅为发掘白粉病抗性基因提供了科学依据，而且项目建立的月季遗传转化体系为培育抗白粉病月季新品种提供了可操作的技术体系。项目发表相关研究论文8篇，其中SCI收录3篇；申请1项国家技术发明专利；项目负责人于2014年破格晋升副高级职称，2015年获得博士学位，同年入选云南省第十八批中青年学术技术带头人后备人才。