中文摘要：

甘蓝枯萎病是我国新发的毁灭性病害，严重威胁越夏甘蓝生产。甘蓝枯萎病是由尖孢镰刀菌粘团专化型引起的土传病害，我国传统育种材料普遍感病，一般的防治手段难度较大，克隆甘蓝抗枯萎病基因是消除病害潜在威胁的根本措施。通过前期研究，我们确认甘蓝抗枯萎病性状由单显性基因控制，并已经利用抗感分离的遗传群体，开发出6个AFLP分子标记和2个侧翼SCAR标记，进一步将抗性基因FOC-1锁定在2.3cM 区域。本研究拟在此基础上，依托最新的白菜和甘蓝全基因组测序信息，在F2大群体上开展FOC-1的精细定位与候选基因预测，然后利用150份抗感基因型不同的甘蓝自交系进行候选基因全长序列关联分析，以确定目标基因，并利用RNAi转基因技术对基因功能进行验证，实现甘蓝抗枯萎病基因FOC-1的克隆与功能分析，为甘蓝抗枯萎病分子育种及抗性机理研究奠定基础。

结论摘要：

甘蓝枯萎病是我国新发的毁灭性病害，严重威胁我国北方越夏甘蓝生产。我国传统甘蓝育种材料普遍感病，克隆甘蓝抗枯萎病基因是消除病害潜在威胁的根本措施，甘蓝抗枯萎病基因FOC-1的克隆与功能分析，将为甘蓝抗枯萎病分子育种及抗性机理研究奠定基础。项目申请者于2007年在国内率先开展了甘蓝抗枯萎病分子育种研究。通过前期研究，确认甘蓝抗枯萎病性状由单显性基因控制并将抗性基因FOC-1锁定在2.3cM 区域。 本项目由北京市农林科学院蔬菜研究中心和中国农业科学院蔬菜花卉研究所共同完成。通过精细定位和图位克隆方法成功克隆了该基因。项目构建了甘蓝抗枯萎病品种R4P1BAC文库，利用精细定位的标记锚定筛选文库，克隆测序后，结合全基因组分析结果，初步认定其中2个串联在一起的侯选TIR-NBS-LRR基因Bol037156和Bol037157与抗性相关，通过抗感材料基因序列关联分析，确认Bol037156基因就是FOC1基因。利用RACE技术获得了FOC1基因的全长cDNA，确认该基因包含9个外显子和8个内含子，含有一个4095 bp编码区，编码一个由1364个氨基酸组成的TIR-NBS-LRR结构蛋白，分子量为154.17 KD，等电点为6.21。其中N端TIR结构域氨基酸残基为8-146；中间NBS结构域氨基酸残基为203–339； C端LRR结构域氨基酸残基为544-1364。抗感材料关联分析表明FOC-1基因有两处功能变异，一处是感病材料有1 bp插入，一处是感病材料中有ATTGTTCGTG共10 bp 的缺失，这两个类型的插入缺失均引起了ORF中序列的移码，结果导致感病系中突变的终止。为进一步明确甘蓝FOC1枯萎病抗性基因抗病机理，利用RNA-seq转录组测序技术，研究了甘蓝枯萎病抗病材料R4P1的基因表达情况，表明FOC侵染后，甘蓝体内组成多个防卫途径共同组成复杂的抗病网络，导致抗病反应。相关内容已经发表在Molecular Breeding, BMC genomics和 PLOS ONE等国际学术期刊上，奠定了我国在甘蓝枯萎病研究领域的领先地位，研究成果对于解决枯萎病对我国甘蓝生产的严重威胁乃至阐明植物抗枯萎病分子机理具有重要意义。在本项目资助下，共发表研究论文5篇，其中SCI研究论文3篇，累计影响因子10.526，培养毕业硕士研究生2名。