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菌核病(SSR)是甘蓝型油菜的主要病害之一，可造成10-20%的产量损失，在侵染严重的田间甚至达到80%。SSR不仅会导致产量下降，而且引起含油量降低。因此，鉴定抗菌核病的遗传资源对培育抗性品种具有重要意义。在本研究中，我们结合三种技术对由抗病亲本和感病亲本构建的双单倍体(DH)系，进行了抗病基因和相关调控途径的鉴定。我们对181个DH株系进行了数量性状位点(QTL)分析，并在QTL区域内对2个极端抗病和感病的DH系进行了比较转录组和代谢组学分析。综合分析抗病系和感病系的所有差异基因和差异代谢物的表达情况，从中鉴定到了一些参与SSR抗病的相关基因和调控途径。
利用单核苷酸多态性(SNP)标记和接种后的表型，我们在三个不同年份鉴定到了17个参与SSR抗性的QTL。没有检测到3年共同的QTL，但发现3个QTL能够在两年里检测到，分别为SRA9a、SRC2a和SRC3a，它们可解释两年内的表型变异分别为14.75%和11.57%，7.49%和10.38%，和7.73%和6.81%。开花时间与抗病性呈负相关，即早开花的材料更加容易感病。茎秆宽度对抗病性只有微弱的影响。
考虑到开花期对抗病性状的影响，我们利用花期一致的抗病(R)系和感病(S)系进行了RNA-seq比较转录组分析，以此来进一步鉴定在QTL区域内参与抗病的基因。总体而言，和对照相比，R系(19,970)与S系(3936)相比差异表达基因更多，表明R系与病菌互作反应更加剧烈。我们从QTL区域中鉴定到36个候选基因，这些基因在R系中均上调表达。我们还研究了R系与对照和S系在三个时间点上的差异表达基因(DEGs)，寻找与生物胁迫相关的基因和与抗病相关的途径。R与R-mock相比共有11,917个DEGs，R与S相比共有6682个DEGs，在所有比较对所有时间点中同时有8053个基因差异表达。在RNA-seq分析中我们试图寻找在不同时间点显著富集的DEGs和KEGG通路。R系与对照和S系相比，氨基酸生物合成和苯丙类生物合成在不同时间点均显著富集，其中R系接菌后96小时(hpi)显著富集的通路数目达到最多。
利用与RNA测序相同的样本，我们在每个时间点每个比较对中共鉴定到了447个差异代谢物。R系与S系相比有更多的DEMs，差异表达的代谢物主要为黄酮类化合物、酚类化合物和氨基酸。KEGG注释鉴定到的代谢物和相关途径在R系中显著富集。与R-mock和S系相比，R系在24hpi的苯丙烷生物合成和48hpi的氨基酸生物合成显著富集。所有时间点中次生代谢物和精氨酸的生物合成在R系比S系更加显著富集。
综合转录组和代谢组的结果，我们发现氨基酸生物合成和苯丙类生物合成与抗病性有关。此外，我们在转录组和代谢组学中鉴定了精氨酸生物合成的作用。在代谢组学数据中，R系相比S系，精氨酸生物合成在在所有时间点均显著富集，在转录组数据中也是如此，表明其在R系抗病中可能起着重要作用。另外，氨基酸和苯丙类生物合成的作用也比较明显，我们也在QTL区域中鉴定到了与这些通路相关的基因。
利用单核苷酸多态性(SNP)标记和接种后的表型，我们在三个不同年份鉴定到了17个参与SSR抗性的QTL。没有检测到3年共同的QTL，但发现3个QTL能够在两年里检测到，分别为SRA9a、SRC2a和SRC3a，它们可解释两年内的表型变异分别为14.75%和11.57%，7.49%和10.38%，和7.73%和6.81%。开花时间与抗病性呈负相关，即早开花的材料更加容易感病。茎秆宽度对抗病性只有微弱的影响。
考虑到开花期对抗病性状的影响，我们利用花期一致的抗病(R)系和感病(S)系进行了RNA-seq比较转录组分析，以此来进一步鉴定在QTL区域内参与抗病的基因。总体而言，和对照相比，R系(19,970)与S系(3936)相比差异表达基因更多，表明R系与病菌互作反应更加剧烈。我们从QTL区域中鉴定到36个候选基因，这些基因在R系中均上调表达。我们还研究了R系与对照和S系在三个时间点上的差异表达基因(DEGs)，寻找与生物胁迫相关的基因和与抗病相关的途径。R与R-mock相比共有11,917个DEGs，R与S相比共有6682个DEGs，在所有比较对所有时间点中同时有8053个基因差异表达。在RNA-seq分析中我们试图寻找在不同时间点显著富集的DEGs和KEGG通路。R系与对照和S系相比，氨基酸生物合成和苯丙类生物合成在不同时间点均显著富集，其中R系接菌后96小时(hpi)显著富集的通路数目达到最多。
利用与RNA测序相同的样本，我们在每个时间点每个比较对中共鉴定到了447个差异代谢物。R系与S系相比有更多的DEMs，差异表达的代谢物主要为黄酮类化合物、酚类化合物和氨基酸。KEGG注释鉴定到的代谢物和相关途径在R系中显著富集。与R-mock和S系相比，R系在24hpi的苯丙烷生物合成和48hpi的氨基酸生物合成显著富集。所有时间点中次生代谢物和精氨酸的生物合成在R系比S系更加显著富集。
综合转录组和代谢组的结果，我们发现氨基酸生物合成和苯丙类生物合成与抗病性有关。此外，我们在转录组和代谢组学中鉴定了精氨酸生物合成的作用。在代谢组学数据中，R系相比S系，精氨酸生物合成在在所有时间点均显著富集，在转录组数据中也是如此，表明其在R系抗病中可能起着重要作用。另外，氨基酸和苯丙类生物合成的作用也比较明显，我们也在QTL区域中鉴定到了与这些通路相关的基因。