转RIP基因甜菜遗传稳定性和抗病机制的研究

目前病害是制约甜菜生产和制糖业发展的重要因素之一，培育抗病品种是防治甜菜病害的根本途径。本项目是在对甜菜遗传转化获得抗病转基因材料和抗丛根病生理特性研究取得重要进展的基础上，从解决当前和今后甜菜生产及其制糖业所面临的重大问题出发，通过分子生物学、植物生理学、病理学、遗传学等多学科相结合，对转RIP基因甜菜的遗传稳定性和抗病机制进行深入研究。通过在病地自发侵染，评价转RIP基因甜菜对抵抗（耐）甜菜主要病害（丛根病、根腐病、褐斑病）的稳定性和广谱性；通过室内接种病原菌（真菌、病毒、细菌）后甜菜的生理生化变化、系统获得性抗性信号因子的产生与转导过程的研究，阐明转RIP基因甜菜抗病生理生化机制和其交叉适应特性；通过病原菌与甜菜互作的蛋白质基础以及目的基因表达与抗病性关系的研究，探讨甜菜与致病菌或病毒互作的分子基础，从而为进一步利用基因工程技术培育甜菜广谱抗病品种奠定理论基础和提供优质材料。

病害是制约甜菜生产和制糖业发展的重要因素之一，培育抗病品种是防治甜菜病害的根本途径。核糖体失活蛋白 ( RIPs)是一类具有抑制病原菌生长增殖的蛋白质, 对真菌、细菌、病毒等具有广谱抗性。本项目通过加代繁育转玉米胚乳RIP基因甜菜，对T1代和T2代转基因植株进行分子检测、室内接种与大田自发侵染相结合抗病性鉴定、病原物侵染过程中转基因甜菜生理生化变化及产质量性状研究。研究结果表明，转RIP基因甜菜T1代和T2代均对甜菜主要病害-褐斑病、丛根病表现出抗（耐）病性，转基因甜菜的抗病性能够遗传；褐斑病、丛根病病原侵染过程中，转基因甜菜抗（耐）病的主要生理基础是叶绿素含量不下降，光合作用正常进行，几丁质酶和ß-1,3葡聚糖酶活性有所提高；Western blot检测结果表明转基因甜菜根中BNYVV含量极低，被BNYVV侵染程度轻，直接证明了RIP基因的转入能够抑制BNYVV的繁殖，从而提高了甜菜的抗丛根病性；用PCR和RT-PCR对T1代和T2代转基因植株进行检测，表明外源基因在T1代和T2代转基因甜菜中均存在并能够表达，而且表达强度与抗病性呈正相关关系；通过形态调查、分子检测、生理生化分析和产质量和抗病性鉴定与选择，在国内首次获得转RIP基因广谱抗病甜菜新品系1个（T18），并以T18品系为母本，以BT09品系为父本配制了杂交组合。研究结果为进一步利用植物基因工程技术改良甜菜性状奠定了理论基础和技术支撑；获得的转基因抗病甜菜新品系丰富了甜菜种质资源，为进一步培育转基因抗病甜菜新品种提供了优异亲本材料，应用前景广泛。