基于青枯菌生态位特异基因表达的马铃薯比较转录学研究

Very little is known about the molecular mechanism of potato-Ralstonia solanacearum Interactions. It's insufficient to have some corresponding molecular pathology models to guid the resistance breeding aganist bacterial wilt in potato..Our project provides the new research strategies for researching the molecular mechanism of interaction. .By referencing the current situation of animal and plant pathogen niche model, applying of the CFU count and environment scanning electron microscopy (ESEM) testing technology to identify the establishment of the ecological niche for the baterial colonization,the RNA will be extracted for constacting the transcriptome pfrofiles using the microarray and SSH-EST technology in both the pathogen and the plant host. And the comparative transcriptmics analysis will performed with the methods of bioinformatical technology and function classification to explore the related genes for their types, functions and expression partterns that would be hlepful to analyze the possible mechanism between poato and pathogen based on the different pathogenic niches in which there must be niche-specific gene expression in the pathogen and corresponding gene expression in the potato host. .It should be vital significance to clarify lolecular molecular mechanism in the potato- Ralstonia interaction and has important significance for potato molecular resistance breeding aganist bacterial wilt.

针对马铃薯与青枯菌互作分子机制系统研究不足以及马铃薯抗青枯病育种缺少相应的分子病理模型的现状，本项目拟采用新的研究策略探讨马铃薯与青枯菌互作的分子机制。借鉴动植物病原生态位模型，应用CFU计数和环境扫描电镜检测技术鉴定根际生态位、根维管束生态位和茎部维管束生态位的建立情况，分别分离病原菌与寄主RNA，采用微阵列和SSH-EST技术分别检测青枯菌生态位特异的转录组和寄主相应的应答转录组（尤其是防卫相关基因表达谱），结合生物信息学等技术进行基因功能注释和分类，对产生的不同生态位特异的转录组进行比较分析。探索相关基因在二者互作中的相互影响，以期系统地了解生态位特异的转录组中基因的种类、功能和表达模式，推断生态位特异表达基因在马铃薯与青枯菌互作中的作用。对于阐明马铃薯与青枯菌互作的分子机制有重要意义，为进一步针对马铃薯抗病分子育种提供选择相应的育种策略奠定一定的理论基础和提供新的思路。

本项目较顺利地完成了计划任务。采用了生态位模型在转录组水平上探讨马铃薯与青枯菌互作的分子机制。通过应用CFU计数和环境扫描电镜检测技术鉴定了青枯菌在马铃薯根际和茎部维管束生态位的建立情况，采用微阵列和SSH-EST技术分别检测了二者的转录组，结合生物信息学等技术进行了基因功能注释和分类，并对产生的不同生态位特异的转录组进行了比较分析。.本项目的重要结果体现在以下几个方面：1.开发了新的马铃薯青枯病分子标记系统；2.较系统地了解生态位特异的转录组中基因的种类、功能；3.从1000条候选基因中筛选出30条防卫基因并对其中部分基因进行了表达模式的研究，其中重点包括nsLTP、StWRKY8、StPIa3、StREMa4等；4.在研究的10余条防卫基因中的表达模式分析中，发现这些关键防卫基因存在“二次上调表达”现象。.本项目的意义体现在：1.借鉴动物与动物病原的生态位互作模型为推论防卫基因可能在马铃薯系统抗性中起到重要作用提供了思路上的帮助；2.从植物维管束病害的角度来讲，该项目研究的结果能为研究其他同类作物的维管束病害提供借鉴作用；3.“二次上调表达”现象的发现为进一步深入阐释马铃薯青枯病抗病分子机制提供了新视角；4.本项目为马铃薯分子标记辅助选择育种和转基因分子育种提供了一定的理论和实践基础。