中文摘要
疫霉菌(Phytophthora spp.)是世界上最具毁灭性的植物病原菌,番木瓜疫病(P. palmivora)是番木瓜生产上的重要病害,由于番木瓜种内抗性遗传资源缺乏,培育抗病品种必须寻找外源抗病基因,番木瓜野生亲缘植物(Vasconcellea goudotiana) 对棕榈疫霉菌具有高度持久抗性,克隆其抗病基因,对于番木瓜及其它作物抗疫病育种具有重要价值。本项目采用新一代高通量测序技术对V.goudotiana 进行转录组测序,利用已完成的番木瓜基因组序列及其预测的基因序列作为参考进行比较,将其中抗棕榈疫霉菌核苷酸结合位点-富亮氨酸重复(NBS-LRR)抗性基因(R-gene)家族寻找出来进行鉴定筛选,并通过转基因方法在番木瓜中进行表达评价,鉴定出真正的抗疫病基因,不仅可为番木瓜本身的抗疫病育种提供抗病基因,而且对深入理解植物抗疫病机理和其它作物的抗疫病育种具有理论指导意义。
结题摘要
疫霉菌(Phytophthora spp.)是世界上最具毁灭性的植物病原菌之一。番木瓜棕榈疫霉菌(P. palmivora)是番木瓜(Carica papaya L.)生产上的重要病害。 夏威夷番木瓜基因组测序结果显示只有54个抗病基因,远远少于番木瓜亲缘关系较近的模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的200多个抗病基因。由于番木瓜种内抗性遗传资源缺乏,寻找外源抗病基因,是培育抗病品种一种有效途径。番木瓜野生亲缘种 (Vasconcellea goudotiana)对番木瓜棕榈疫霉菌具有高度持久的抗性。 通过对Vasconcellea goudotiana全基因组范围内的抗病基因的鉴定,筛选有效的抗病基因作为番木瓜的候选外缘抗病基因进行转基因克隆,并最终获得番木瓜抗病品种。这对于番木瓜及其它作物抗疫病育种提供了重要参考模式和理论依据。本项目现已完成采用新一代高通量测序技术(Applied Biosystem’s SOLiD? 3 Plus System ),利用番木瓜基因组序列及其预测的基因作为参考序列,对 V.goudotiana 进行转录组测序。SOLiDTM 3系统每运行一次能产生20Gb以上 (Applied Biosystems, 2009) ,所提供的覆盖度超过原来番木瓜基因组计划单个反应提供的覆盖度。通过序列拼接和序列注释我们共获得182534个重叠群(contigs),总长度约为83 Mbp。我们已经完成Vasconcellea goudotiana抗病基因的筛选和鉴定。通过生物信息学的分析抗病基因家族的保守区域核苷酸结合位点-富含亮氨酸重复区( NBS-LRR), 在Vasconcellea goudotiana基因组序列中已鉴定出154个NBS抗病基因,对这些NBS 编码基因的结构的进一步鉴定发现Vasconcellea goudotiana抗病基因的序列多样性很高。根据这些NBS编码基因的N端是否含有TIR 保守区将全部NBS抗病基因分为分 TIR-NBS-LRR和non-TIR-NBS-LRR同时把这些V goudotiana鉴定出的NBS类抗性基类抗性基因和番木瓜的NBS类抗性基因进行系统比较并找出野生亲缘种特异的NBS类的抗病基因。
