黄瓜PRSV抗性基因的图位克隆与功能研究

【作者】 薄凯亮； 史利雪； 杨宇红； 苗晗； 谢庆； 谢丙炎； 张圣平； 顾兴芳；

【机构】 中国农业科学院蔬菜花卉研究所；

【摘要】 番木瓜环斑病毒(PRSV)是为害黄瓜的主要病害之一。本研究利用抗病自交系02245和感病自交系65G为双亲构建的重组自交系(RILs)和双单倍体(DH)群体为材料,分别于2016年和2017年通过苗期人工摩擦接种法结合ELISA检测对黄瓜的PRSV抗性进行鉴定评价。遗传分析表明黄瓜PRSV抗性由一对单隐性基因控制,将该基因命名为prsv。进而将prsv精细定位在了28.5 kb的区间,该区间包含5个基因。通过基因克隆、序列比对,发现其中一个基因在双亲中存在单碱基(A—T)的替换,由此导致了氨基酸(Arg—Gly)的变异,而其余4个基因的编码区域在两亲本中均无差异。利用78份自然黄瓜材料对该差异位点进行鉴定,发现表型和基因型完全一致。荧光定量分析发现,该基因的表达在接种后40h、84h和132h时在双亲中均存在显著差异,并且在接种后40h达到峰值,由此推测该基因为PRSV抗性的候选基因。亚细胞定位表明该基因编码的蛋白被定位在细胞膜上。为了进一步研究其功能,我们构建了RNAi载体,利用农杆菌介导法将其转入抗性自交系02245中,通过PCR检测,共得到29株02245的T0代转基因植株,进而单株自交获得T1代植株并进行接种鉴定,后代中感病与抗病的单株数目符合3:1的分离比,表明prs的沉默可以显著降低黄瓜对PRSV的抗性。本研究不仅为抗病育种提供了实用的分子标记,还为PRSV的抗病机制研究奠定了基础。更多还原