西北农林科技大学园艺学院
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我院梁燕教授团队在番茄斑萎病抗病研究领域取得新进展

来源:   作者:张琼琼   发布日期:2022-02-23     浏览次数:

     

近日,我院梁燕教授团队在番茄斑萎病抗病育种研究领域取得新进展。研究成果以“A new  NLR gene for resistance to Tomato spotted wilt virus in tomato ( Solanum lycopersicum )”为题在《Theoretical and Applied Genetics》在线发表。2018级博士研究生祁世明为论文第一作者,梁燕教授为通讯作者。该研究得到了“十三五”国家重点研发计划项目(2016YFD010703)和陕西省重点研发计划项目(2019ZDLNY03-05)的资助。

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图 1 番茄抗感植株感染TSWV后病害等级分布

番茄斑萎病是由番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus, TSWV)引起的病毒病,是影响全球番茄生产的毁灭性病害之一。现有的TSWV抗性基因包括 Sw-5 在高浓度TSWV或不同地域的分离物会打破其抗性。挖掘新的高抗种质以及鉴定新的抗性基因是缓解当前TSWV危害的绿色、经济、有效的途径。

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图 2 抗TSWV主效QTL位点SlSW5-1的精细定位

该研究以高感M82和高抗H149纯合番茄材料为亲本杂交所获得的F1、BC1F1-P1、BC1F1-P2 和F2群体进行遗传分析,结果表明TSWV抗感性状是由多个基因控制的数量性状引起的(图1)。通过三年的遗传作图分析,将主效QTL位点精细定位于番茄第5号染色体上145 kb的基因组区间内(图2)。在该区间内鉴定出三个成簇的NBS-LRR类型的抗病基因 Sl5R-1 ( Solyc05g009740 )、 Sl5R-2 ( Solyc05g009750 )和  Sl5R-3 ( Solyc05g009760 )。利用qRT-PCR和基因沉默实验证实 Sl5R-1 是赋予高抗TSWV的抗性基因。进一步分析 Sl5R-1 启动子区域发现,在抗病植株H149中存在一个由碱基‘A’缺失引起的 SlTGA9 转录因子结合位点,其转录水平在抗病植株中感染TSWV后显著上调表达。随后,对水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)含量以及SA和JA信号通路中关键基因表达分析,结果表明转录因子 SlTGA9 互作或正向调控 Sl5R-1 以影响SA和JA信号通路,从而赋予H149高抗TSWV(图3)。这些结果为番茄抗病育种的应用以及番茄斑萎病抗病机制提供了新线索。

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图 3 Sl5R-1在抗感番茄植株中参与TSWV抗性的调控机制模型


原文链接:

https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-022-04049-4


编辑:张琼琼     终审:徐凌飞