大白菜霜霉病抗性主效位点BraDW的精细定位与图位克隆

霜霉病是危害大白菜的三大病害之一，发掘与分离不同来源的抗性主效QTLs，并通过分子设计育种进行高效聚合，是选育稳定、持久抗病品种，综合防治大白菜霜霉病的有效途径。为克隆大白菜霜霉病抗性主效QTL-BraDM，本申请项目在已有研究的基础上，利用杂交、回交、标记辅助选择和游离小孢子培养等方法相结合，建立BraDM 置信区间的代换系重叠群；采用双亲基因组重测序获得的遗传变异信息，发展目标区间的SNP和InDel等分子标记，进行BraDM位点精细定位；通过目标区间的基因注释及基因进化等分析，鉴别抗病候选基因，并采用瞬时诱导基因沉默体系（TIGS）进行候选基因鉴别与功能初步验证。该项研究不仅为白菜霜霉病抗性的分子改良提供了可能，而且为揭示白菜抗霜霉病分子机理与抗病分子育种奠定基础。

霜霉病是危害大白菜的三大病害之一，开展抗病基因的克隆与分子育种研究具有重要意义。本项目在前期的研究基础上，基于SLAF测序技术，构建了一张包含1064个BIN的大白菜分子遗传图谱，在大白菜生长发育的四个时期定位了控制霜霉病抗性的QTL,发现BraDM在大白菜苗期、莲座期和结球期均具有抗性，并被定位于BIN45 和 BIN48之间228K的区间；基于杂交、回交、小孢子培养和标记辅助选择技术，构建了DH群体DB1DB1D，筛选了20个目标区域的“代换系”进行精细定位研究；基于KASP技术发展了12个SNP标记，将BraDM被定位于A08染色体A08.17572316和A08.1780398之间的区间，该区间包含一个丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族基因STK1（Bra016457）和3个串联的WAK （Wall-associated receptor kinase）同源基因，分别为Bra016426、Bra016427 和Bra016428。Real-Time PCR研究表明，霜霉病菌诱导后Bra016427（BrWAK5）表现显著上调表达，而其它3个基因在抗感材料中的表达无明显差异，表明BrWAK5可能是大白菜抗霜霉病候选基因；本研究还建立了基于基因枪轰击的大白菜的瞬时诱导的基因表达体系，并进行了候选基因的遗传转化研究，为进一步阐明候选基因的功能奠定了良好基础；项目组利用表达谱测序技术开展了霜霉病菌诱导大白菜抗性基因表达谱研究，并分析大白菜霜霉病抗性途径，推测BrWAK5主要通过诱导水杨酸介导的抗病基因PR1和PR5等的高表达，引起过敏反应，在植株体内产生了SAR，从而阻止霜霉病菌的侵染。