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马铃薯（Solanum tuberosum L.）,属于茄科（Solanaceae）,茄属（Solanum）马铃薯亚属（Potatoe（G.Don）A’Arcy）马铃薯组（Petota Dumortier）。马铃薯起源于南美洲安第斯山脉,18世纪开始在欧洲广泛传播,至今已有约160个国家和地区种植。中国是世界马铃薯生产的第一大国,年种植面积总量和年总产量均位居世界其他国家和地区的首位。马铃薯晚疫病是由致病疫霉菌（Phytophthora infestans）引起的世界性重要病害,具有流行性强、蔓延速度快、致病程度严重等特点,被视为马铃薯生产的头号杀手。致病疫霉菌生理小种毒性不断变化给马铃薯抗病育种带来巨大困难,抗病基因随时面临抗性丧失的风险。因此,挖掘抗病新种质、研究抗病新基因、扩展抗病育种资源库对马铃薯抗晚疫病育种具有重要意义。源自墨西哥的马铃薯二倍体野生种Solanum pinnatisectum具有优良的晚疫病抗性。本研究通过构建作图群体、筛选分子标记、共线性分析等手段对S.pinnatisectum无性系PI275233携带的抗病基因遗传机制进行了深入研究;通过晚疫病诱导表达的转录组测序数据分析,研究了S.pinnatisectum中抗病相关基因果胶甲酯酶及其抑制因子（PME/PMEI）对晚疫病的响应,筛选出晚疫病胁迫后抗感材料间差异表达的基因,为挖掘新的抗病相关基因,指导马铃薯抗病育种提供参考。主要研究结果如下:1.通过抗病亲本S.pinnatisectum（PI275233）与感病亲本S.cardiophyllum（PI186548）杂交和回交,构建了931个BC1后代单株的遗传分离群体,离体叶片鉴定结果表明晚疫病抗病单株有440株,感病单株有491株,符合1:1分离比（χ2=2.794,P=0.095）,说明野生种S.pinnatisectum（PI275233）对致病疫霉菌的抗性是由单基因控制,命名为Rpi2。2.通过构建BC1群体的抗感池（BSA）筛选共计324对AFLP引物组合（196对E-A/M-C和128对E-A/M-A）,从BC1群体中选择164株极端感病单株和101株极端抗病单株组成的小群体对抗性相关标记进行验证,获得距离抗病位点最近的两个标记为EAAC/MATC-330（0.8 cM）与EAGC/MCGA-450（1.2 cM）,分别转为CAPS标记SpAFLP2和SpAFLP1。以EAGC/MCGA-450标记序列为探针在NCBI数据库中进行Blastn比对,获得23个ESTs拼接而成的Contig（命名为cEST1）,并且在cEST1上发现一个已报道的RFLP标记TG572,据此开发了与SpAFLP1共分离的分子标记SPTG572。采用相似策略开发了分子标记SpAL21、SpCT226、SpGot2、SpT1756等与目标基因存在遗传连锁关系。通过筛选RGA引物,获得与目标基因遗传距离为2.8cM的RGA标记SpGrol-1。最终,构建了一个包含11个分子标记的遗传连锁图谱,距离目标基因Rpi2最近的两翼标记分别为SpT1756和SpAFLP2,遗传距离分别为1.6cM和0.8cM。3.将连锁标记序列与马铃薯和番茄基因组序列进行同源比对,除过SpGot2-1和SpTG20外其余9个分子标记在马铃薯和番茄基因组7号染色体上均比对到同源序列,在马铃薯和番茄基因组上分别定位两个长度为2.9 Mb和2.4Mb的同源区段。马铃薯基因组上StAFLP2和StT1756之间的物理距离约为84kb,但是中间存在一个长度50kb的Gap,未能完成拼接组装,导致区段内的序列信息对选择Rpi2候选基因失去参考价值。番茄基因组目标区段的拼接较为完整,而且在该区域注释了10个功能基因位点,其中3个功能基因属于NBS-LRR类抗病基因（Accession:Solyc07g056180.1,Solyc07g056190.2,and Solyc07g056200.2）。4.在马铃薯DM基因组测序数据中共鉴定到35个StproPMEs、34个StPMEs和66个StPMEIs。基因名称根据PGSC蛋白质ID号从小到大排列后进行升序编号。对基因编码蛋白的长度、分子量、等电点、信号肽（SP）与跨膜结构域（TM）的有无等理化特征数据进行了分析和整理。综合亚细胞定位及SP/TM结构分析结果表明,所有StproPMEs/StPMEs/StPMEIs属于胞外基质。5.系统发育及保守基序motif分析结果表明,StproPMEs能够划分为9个亚家族,命名为GroupⅠⅨ,35个StproPMEs蛋白序列中鉴定到28个保守基序motif;StPMEs能够被划分为3个亚家族,分别命名为GroupⅠ、GroupⅡ、GroupⅢ;StPMEIs被划分为9个亚家族,66个StPMEIs蛋白序列中鉴定到26个保守基序motif。6.马铃薯不同组织表达模式分析发现,StproPMEs/StPMEs/StPMEIs中有部分基因在生殖器官（成熟花器和雄蕊）中特异表达,这些基因在其他组织和器官中几乎不表达,包括8个StproPME基因、4个StPME基因和9个StPMEI基因。参考拟南芥的研究结果以及雄蕊作为发育形成花粉的生殖器官,推测这些在雄蕊特异表达的基因参与了马铃薯花粉形成、花粉管伸长等生理过程。7.致病疫霉菌侵染后转录组测序结果表明,StproPMEs/StPMEs/StPMEIs均有部分基因受病原诱导出现表达趋势变化,并且在抗感材料间呈现差异表达。马铃薯PME基因在响应致病疫霉菌侵染过程中,存在两种类型的表达模式。一种是基因在的表达与马铃薯对晚疫病的抗性正相关。例如,StproPME22在抗感材料中表达水平基因一致的情况下,接种晚疫菌后6h抗病材料表达量明显升高,而感病材料表达量则逐渐降低。另一种类型是基因的表达与马铃薯抗晚疫病的抗性负相关。例如,StproPME16、StproPME28和StPME28接种晚疫病菌后,在抗病材料中表达量逐渐降低,其中StPME28仅在抗病材料中特异表达。马铃薯PMEI基因中StPMEI23、StPMEI25、StPMEI29、StPMEI40、StPMEI45、StPMEI52、StPMEI60、StPMEI62等在抗病材料中特异表达,并且受病原菌诱导出现表达上调。