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萝卜(Raphanus sativus L.)是起源于中国的一种重要十字花科蔬菜作物,种质资源丰富,栽培历史悠久,具有较高的食用价值和经济价值。由寄生霜霉(Hyalonosporanparasitica)引起的霜霉病是十字花科作物上的一种世界性病害。近几年,萝卜霜霉病发生严重,尤其是春秋季保护地栽培温度适宜且潮湿的环境下更易发生,并且在整个生长期都容易发生,严重影响了萝卜的产量品质。因此,提高霜霉病抗性成为萝卜重要育种目标之一。目前十字花科蔬菜霜霉病的研究主要集中在芸薹属蔬菜作物上。
本研究在研究室建立萝卜霜霉病抗性鉴定、抗性生理与遗传研究基础上,开展霜霉病抗性分子标记与Rs-AFPs基因表达分析,主要结果如下:⑴以萝卜抗感材料NAU-dhp08×NAU-qtbjq-06组合的F2分离群体为试材,通过人工接种鉴定,采用混合分离分析法(BSA),采用高抗单株和高感单株分别构建抗感池,筛选了RAPD、EST-SSR、SRAP、ISSR和RGA引物。筛选了1866个引物或引物组合,通过F2单株验证,经x2测验后符合孟德尔遗传定律,遗传作图显示,与萝卜霜霉病抗性基因紧密连锁的标记中,遗传距离小于10cM的有3个,分别是Me7/em10400(7.7 cM),NAUISSR862700(5.9cM)与Em9/ga24370(2.3 cM),最近的标记距抗性位点的距离为2.3cM,即Em9/ga24370。研究结果为萝卜霜霉病抗性标记辅助选择(Markerassisted selection,MAS),霜霉病抗性育种与新品种选育工作奠定了基础。⑵根据萝卜中已报道的抗菌肽(Rs-AFPs)基因序列设计引物,以萝卜‘NAU-dhp08’的叶片为试材,采用PCR法进行扩增,获得4种Rs-AFPs的基因组DNA,分别命名为Rs-AFP1、Rs-AFP2、Rs-AFP3和Rs-AFP4;获得的4条Rs-AFPs序列分别与芥菜Bj-AFP1基因(AB537492.1)(98%)、芥菜防御酶基因(DQ191751.1)(93%)、甘蓝防御酶基因(EF423802.1)(96%)和大白菜防御酶基因(AF528180.1)(97%)高度同源。采用RT-PCR法获得Rs-AFP3和Rs-AFP4的cDNA序列,其氨基酸分别与甘蓝,甘蓝型油菜同源性很高。半定量PCR分析表明,Rs-AFP3基因在接种霜霉病后6h表达量最高;Rs-AFP4基因在接种后有两次表达高峰,分别是在6h和36h时表达量最高。研究结果对于进一步揭示抗菌肽基因在萝卜抗霜霉病反应中的作用机制与生物学功能具有重要意义。