番茄抗黄化曲叶病毒基因Ty-2的克隆与鉴定

Tomato yellow leaf curl virus has caused serious economic losses in tomato in China.The TYLCV resistance gene, Ty-2,was previously mapped to 0.4 cM on chromosome 11.And an F2 mapping population was developed from the cross between E528-BK and the introgression line LA4006.The resistant tomato line E528-BK is homozygous for the allele Ty-2,while the introgression line LA4006,which contains a segment from S.hirsutum,is susceptible to the TYLCV. A BAC library was constructed using the resistant tomato line E528-BK. Based on the previouly works, our present research is intending to clone and identify the function of the Ty-2 gene by means of map-based cloning, bioinformatics, and artificial-inoculated resistance identification combing with the genome sequence information of the 165 tomato varieties. The main objectives of this research are: 1) obtaining the information of the Ty-2 gene sequence and identification of the function gene; 2) obtaining breeding lines of TYLCV resistance and several co-dominant SCAR markers of Ty-2 gene. The results of this project are really important to in-depth study of Ty-2 gene on TYLCV resistance mechanism and will accelerate the breeding process of the tomato resistance to TYLCV.

针对番茄黄化曲叶病毒 (TYLCV)对我国番茄生产造成严重甚至是毁灭性危害的难题，本研究在已完成与Ty-2基因克隆有关的群体构建、精细定位、BAC文库构建等工作的基础上，拟以含Ty-2纯合基因的抗性番茄材料E528-BK和感TYLCV的多毛番茄渐参系LA4006为主要研究材料，采用图位克隆法、生物信息学技术和人工接种抗病性鉴定方法，结合已测完的165份番茄材料的基因组序列信息，对Ty-2基因进行克隆和功能鉴定，主要目的是：1）获得Ty-2基因的序列信息，并鉴定其功能；2）获得优良的抗TYLCV番茄育种材料和Ty-2基因的共显性SCAR标记。本项目的研究结果对于深入研究Ty-2基因对TYLCV的抗性机制和加速番茄抗TYLCV的育种进程均有极其重要的意义。

针对番茄黄化曲叶病毒 (TYLCV)对我国番茄生产造成严重甚至是毁灭性危害的难题，本研究采用图位克隆法、生物信息学技术和人工接种抗病性鉴定方法，对Ty-2基因进行了抗番茄黄化曲叶病毒基因Ty-2的精细定位、抗番茄黄化曲叶病毒基因Ty-2的克隆和功能验证、抗番茄黄化曲叶病毒基因Ty-2的分子标记的开发三方面的工作，并取得以下结果：1）运用图位克隆的方法，将抗番茄黄化曲叶病毒基因Ty-2定位于番茄11号染色体，将Ty-2定位于P1-19附近，约20kb。2）以含有Ty-2基因材料12g-60为模板构建细菌人工染色体（BAC）文库，并从BAC中共筛选到6个阳性单克隆，分别为F17F24，F18E2，F118A13，F187N19，BAC15A，BAC15B。对这6个单克隆进行全长测序表明，Ty-2基因所在的多毛番茄片段与相同位置的普通番茄染色体片段存在一个倒位，因而解释了在Ty-2基因精细定位研究中出现的严重重组抑制现象。3）利用生物信息学手段对6个阳性克隆序列进行候选基因的预测，结果在目的染色体片段上存在21个的基因，分别编码2-磷酸激酶、分子伴侣、细胞色素P450、ABC转运家族G成员等，其中有Solyc11g069620.1含有NB-ARC类保守结构域，作为Ty-2的重要候选基因之一；4）利用VIGS和CRISPR/Cas9对候选基因进行了功能验证工作，目前目的基因的cDNA序列、基因注册、和相应的基因克隆的文章发表将在接下来的几个月内完成。5) 开发了与Ty-2基因紧密连锁的分子标记，分子标记P1-16在抗病纯合体E951-7扩增出300 bp的特异谱带，感病纯合体扩增出600 bp的特异谱带，抗病杂合体则同时含有300 bp和600 bp两个特异谱带，该标记是一个共显性SCAR标记，该标记已申报并于2014年获得专利。项目执行期间发表论文9篇，培养博士生1名，硕士5名，其中3名硕士生和1名博士已毕业。