加工所发现棉花对大丽轮枝菌2号生理型的抗病基因

近日，中国农业科学院农产品加工研究所戴小枫团队在棉花黄萎病抗病基因研究方面取得新进展。该研究从海岛棉中鉴定到1个参与大丽轮枝菌2号生理型的抗病基因，揭示了抗病基因突变与主栽品种陆地棉易感黄萎病的遗传机制。相关研究成果于10月20日在线发表于植物病理学著名学术期刊《分子植物病理学(Molecular Plant Pathology)》上。

棉花黄萎病是由大丽轮枝菌引起的头号生产病害，也是世界性难题，造成我国棉花年均产量损失15%以上，严重威胁棉花生产安全。挖掘抗病基因并应用于育种实践一直是棉花抗黄萎病分子遗传改良的基础。近年来，加工所加工有害生物创新团队利用比较基因组学和全基因组关联分析揭示了棉花多基因协同控制黄萎病的抗性分子遗传规律，解析了棉花抗黄萎病位点基因结构与功能特性，鉴定到一批新的黄萎病抗性新位点，研究结果先后发表在Plant Biotechnology Journal、Frontiers in Plant Science、BMC Plant Biology上。

该研究对鉴定到的一个抗黄萎病新位点（VdRL08）进行了深入解析与功能研究。发现抗病位点VdRL08编码21个基因，其中8个基因含有典型的核酸结合位点（NB-ARC）抗病基因结构域，转录组分析表明该位点在抗病海岛棉中较感病陆地棉显著应答2号生理型的大丽轮枝菌（Vd991）侵染；利用病毒介导的基因沉默技术（VIGS）对该位点基因逐一验证，发现其中一个编码核酸结合位点（NB-ARC）的抗病基因GbaNA1沉默后导致海岛棉对大丽轮枝菌的抗病性显著下降；基因克隆和结构解析发现，该抗病基因除了具有核酸结合位点（NB-ARC）保守结构域外，还编码了13个非典型的富含亮氨酸重复（LRR）基序，编码产物定位于细胞核中，显示为典型的抗病基因特征；利用含有抗大丽轮枝菌1号生理型基因（GbVe1）的海岛棉和陆地棉种质资源群体分析发现，该抗病基因在海岛棉中高度保守，而在陆地棉中均发生了单核苷酸缺失，导致编码基因提前终止，无法编码完整的NB-ARC和LRR结构域，表明GbaNA1是介导棉花对大丽轮枝菌2号生理型的抗病基因。

该研究由中国农业科学院农产品加工研究所和美国加州大学戴维斯分校合作完成，加工所为第一完成单位，戴小枫研究员和美国加州大学戴维斯分校克里希那·苏巴拉奥（Krishna Subbarao）教授为共同通讯作者。该研究得到了中国农科院科技创新工程、国家重点研发计划、国家自然科学基金、公益性行业（农业）科研专项等项目的资助。

原文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mpp.12630/full