2021, Vol. 48文章信息
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基金项目
- 广东省自然科学基金（2021A1515012490）；广东省农业科学院科技创新战略专项资金（高水平农科院建设）—人才项目（R2020PY-JX003）；广东省农业科技创新及推广项目（2020KJ106）；财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系项目（CARS-23-G-48）；佛山市财政专项资金—2019年度共建广东农业科技示范市项目
作者简介
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李涛（1982—），男，博士，副研究员，研究方向为茄果类蔬菜分子生物学及分子育种，E-mail：tianxing84@163.com
李涛，博士，副研究员，广东省农业科学院蔬菜研究所茄果类研究室主任，仲恺农业工程学院和广东海洋大学硕士生导师。主要开展茄果类蔬菜抗青枯病基因及抗病耐热资源的挖掘与利用等研究工作，主持国家自然科学基金2项，副主持广东省重点研发计划2项，主持省基金等项目8项，参与国家、省级、市厅级等项目10项；发表论文65篇，其中SCI论文9篇、EI论文5篇；参与育成新品种13个；与华南农业大学、暨南大学联合培养硕士研究生4人。2012年被广东省科学技术厅聘为广东省农村科技特派员，2017年被韶关市聘为农业教育培训师资库专家，2017年入选第十一届广东省园艺学会理事，2018年荣获广东省农业科学院“科技支撑乡村振兴青年创新标兵”称号，2020年入选广东樱桃番茄产业联盟副秘书长、广东省农业科学院金颖之星.
通讯作者
- 宫超（1988—），女，博士，助理研究员，研究方向为茄果类蔬菜分子生物学及新品种选育，E-mail：gongchao@gdaas.cn.
文章历史
- 收稿日期：2021-07-21
茄子（Solanum melongena L.）是茄科（Solanaceae）茄属（Solanum）中重要的蔬菜作物之一，在世界各地广泛种植，我国是茄子第二起源地，有悠久的栽培历史和丰富的品种资源，是世界上最大的茄子生产国，据FAO统计，2020年我国茄子栽培面积77.90万hm2，产量3 694.3万t，分别占世界总栽培面积和产量的42.20%和65.62%[1]。华南地区独特的热带亚热带气候地理条件形成了我国华南特色育种和栽培区域，由于华南地区高温、多雨的气候持续时间长，夏秋季高温暴雨常造成露地栽培青枯病频发，加之近年来设施面积增加，冬春设施种植茄子青枯病发生亦呈增加趋势；因此，由茄科雷尔氏菌〔Ralstonia solanacearum（Smith）Yabuuchi，亦称茄科劳尔氏菌、茄科青枯菌（简称青枯菌）〕[2]引起的茄子青枯病是我国南方地区茄子生产的毁灭性病害，为害严重时经济损失高达50%~60%，严重影响茄子产业的稳定和发展[2-5]。
茄子青枯病是典型的土传病害，青枯菌可在无寄主条件下的土壤、水体中存活多年[2]；近年来茄子种植面积不断扩大，并且大面积连续种植，导致病原青枯菌与寄主互作过程中，青枯菌的致病性会发生变异，从而克服部分品种的抗性。针对这一难题，国内外学者一直致力于茄子抗青枯病种质资源收集评价、创新利用、遗传定位、功能基因挖掘和抗病育种等研究工作[1, 3-5]，并取得了较好进展。其中在青枯病菌的传播与为害、绿色防控技术、抗病资源的鉴评、筛选及创新、抗病品种的选育等方面已有相关的综述报道[2-6]。此外，在模式植物拟南芥、番茄、辣椒、烟草等植物青枯病抗病基因挖掘、激素代谢通路分析、抗病基因功能研究等方面的报道对茄子的抗青枯病研究具有重要指导意义[3]。随着当前新兴生物技术的进步和发展，在抗青枯病种质资源筛选与创新、抗病基因定位与功能基因挖掘等方面取得了新的研究进展，本文以茄子对青枯病的抗性机制研究为重点，概述了茄子青枯菌主要致病类型、入侵的细胞生物学机制、种质资源鉴评与抗病遗传规律研究、主效QTL定位与分子标记开发、抗病基因的分离鉴定以及挖掘策略研究，以期为进一步揭示茄子对青枯病的抗性机制研究提供参考。
1 我国茄子主要青枯菌致病类型与细胞生物学机制 1.1 演化Ⅰ型青枯菌是我国茄子青枯病的主要致病类型由茄科雷尔氏菌（Ralstonia solanacearum Smith）侵染引起的青枯病可以为害54个科的400多种植物，其中番茄、茄子、烟草、马铃薯等茄科作物受害最为严重。水旱轮作、选用抗病品种或抗病砧木嫁接是防治青枯病的最有效手段[6]。
青枯菌在土壤中可存活达6~8年，且青枯菌群体因不同地区和寄主来源等具有高度的变异性及适应性，并表现出生理分化和菌系多样性[6]。Prior等[7]提出并建立了依次将青枯菌划分为种（Species）、演化型（Phylotype）、序列变种（Sequevar）及克隆（Clone）4个不同水平分类单元的分类框架；并根据地理起源密切相关将演化型分为演化型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型，其中来自亚洲的生化变种3、4、5归为演化Ⅰ型，美洲的生化变种1、2、2T为演化Ⅱ型，来自非洲的生化变种1、2T为演化Ⅲ型，印度尼西亚的生化变种1、2、2T为演化Ⅳ型。序列变种是在演化型框架下以内切葡聚糖酶基因（Endoglucanase，egl）进行系统发育分析时，一组序列高度保守的菌株集合体，国际上已经鉴定出51个序列变种，目前主要为害中国的青枯菌分属演化型Ⅰ、Ⅱ，以及1、12、13、14、15、16、17、18、34、44、48等11个序列变种[8-10]。本课题组从番茄、茄子等分离纯化青枯病菌株63株，经egl基因序列分析发现均为演化Ⅰ型青枯菌；在茄子致病菌研究方面，演化Ⅰ型序列变种14、15、34、44是为害茄子的主要类型[2, 8]。
1.2 青枯菌入侵的细胞生物学研究研究表明，青枯菌从植株根部、茎部的伤口或未受伤的次生根的根冠部位侵入，引起发病。植物生长时在次生根的根冠和主根的表皮间形成鞘，青枯菌穿过这层鞘，侵入皮层细胞间隙生长，破坏细胞间中胶层，使细胞壁分离、变形，形成空腔，继而侵染导管形成侵填体，并在导管内大量繁殖和快速传播扩张，从而引起植株萎蔫死亡[11]。在番茄研究中发现，抗青枯病品种的主根具有多筛孔板结构，能减缓菌体的繁殖及扩展，根部组织与病菌有粘连现象；入侵的青枯菌则被幼根细胞壁周围的浓密物质所包围从而阻止病菌活动，对菌体繁殖与扩展起着缓解作用，而病菌则可入侵感病品种的细胞间隙并降解细胞壁破坏原生质膜[12]。在拟南芥研究中发现，第二层细胞壁与青枯病抗性存在一定联系，其中第二层细胞壁特异纤维素酶合成基因（Cellulose Synthase，CESA）如IRX5（Irregular xylem5）/CESA4，IRX1/CESA8，IRX3/CESA7的突变导致对细菌和真菌的完全抗病[13]。Ranocha等[14]研究发现拟南芥WAT1（walls are thin1）基因的突变体wat1具有细胞伸长受阻、第二层细胞壁厚度减少的表型，且增加了对青枯菌的抗病性；Denance等[15]最新研究指出wat1突变体根中水杨酸（Salicylic acid，SA）含量增加，其转录组和代谢组学数据表明，吲哚硫代葡萄糖苷（Indole glucosinolate，IGS）合成途径中基因表达下调，且该途径中色氨酸、吲哚乙酸（Indoleacetic acid，IAA）、新葡萄糖芸苔素（neoglucobrassicin）含量降低；进一步说明细胞壁修饰在wat1抗病方面扮演重要角色。
2 茄子抗青枯病遗传机制研究 2.1 茄子抗青枯病种质资源的筛选优良的种质资源是品种选育的基础[1]。国内外学者利用苗期接种鉴定和自然病圃对茄子种质资源开展抗青枯病筛选和评价研究，发现多数茄子野生种及近缘野生种对青枯病具有较强的抗性[3, 5]。在近缘野生种抗青枯病资源筛选方面，发现蒜芥茄（S.sisymbriifolium）、红茄（S.aethiopicum）、水茄（S. torvum Swartz）对青枯病表现高抗或免疫[16-17]，并通过材料创新获得高抗青枯病自交系‘AG91-25’及‘E-31’等高抗青枯病材料[16-19]。目前生产上主要以茄子野生近缘种托鲁巴姆（S.torvum）作为砧木防治青枯病，但托鲁巴姆具有发芽困难且不一致的缺陷[5-6]。虽然野生近缘种对青枯病具有高抗或免疫的特性，但其生长势强旺、茎叶多刺、果小等特点，无法在育种中直接利用，而亟需优良栽培种抗源的获得。
在栽培种资源抗病性鉴定方面，由于茄子起源于喜马拉雅山脉的两侧，中国和印度都是茄子起源中心[20]，我国华南地区及南亚、东南亚等地具有常年高温多雨的热带和亚热带气候特点，青枯病频发的自然条件使得该地区抗病资源较为丰富，因此国内外学者在茄子抗青枯病鉴评方面对该地区的资源开展了较多工作。如从亚洲蔬菜研究与发展中心（AVRDC）从200份资源中鉴定出马来西亚的‘TS3’、‘TS43’和‘TS47A’及来自于印度尼西亚的品种‘Gelatic’、‘TS69’（Gelatik）和材料‘TS90’为高抗[21]，该结果得到了国内学者的进一步印证[16]。法国学者Lebeau等[22]对来自于国家农业研究院（INRA）和AVRDC的10份茄子材料鉴评获得6份〔MM853、MM643、MM152、EG203、MM931（AG91-01）、MM960（AG91-25）〕高抗材料；本课题组对来自马来西亚、泰国和印度尼西亚的13份栽培茄子资源开展抗青枯病鉴定，其中8份材料（13004、11009、11007、12011、12010、12014、12015、12013）为高抗，5份（11008、13005、12003、13002、13003）为抗病，且呈极显著差异[23]；以上说明东南亚地区常年高温多雨，有利于抗病品种的自然选择。在地方种质资源方面，刘富中等[16]对我国229份地方茄子种质资源接种单菌株（PSS-1）鉴定发现，其中存在免疫和高抗青枯病材料。在华南地区抗病资源筛选方面，本课题组采用苗期浸根接种法对23份栽培茄子资源进行抗青枯病鉴定，发现6份（5556单1、96A、5812-1⑥、YC212、5121-1、5121-1长）抗病材料[24]。佘小漫等[25]发现广东省主要推广的茄子品种对青枯病表现为抗或中抗。乐素菊等[26]通过利用自然病圃对92份茄子资源开展抗青枯病鉴定发现南方的茄子材料比北方抗性强，可能是南方高温多雨、土壤呈酸性，青枯病高发的自然条件长期选择的结果。虽然学者们在栽培种资源鉴定方面获得了高抗青枯病材料，但我国各区域茄子栽培类型和果实性状各异，所收集鉴评的抗源与各地域的育种目标差距较大，且材料创新难度大周期长；本课题组多年来以野生近缘种、半栽培种和栽培种为抗源创新获得了4份具有优良商品性的抗病材料（1份（3309-5-4-1-2）高抗、2份（10009-3-2-1、3410-14-1-4-2）抗病和1份（3-1-2）中抗）[27]，为抗源材料的育种应用提供了材料基础；精确的抗病遗传分析和紧密的连锁标记的获得，才能更好地服务于分子育种过程。
2.2 茄子抗青枯病遗传规律研究在茄子抗青枯病遗传分析方面，国内外学者虽然进行了大量研究工作，但由于所选用材料来源不同而结果不同，缺乏统一的共识[3]。其中以来源于印度的抗青枯病自交系‘WCGR112-8’（茄子专用嫁接品种‘台太郎’母本，果实绿色小圆球状）为材料，利用F2群体发现两个抗青枯病QTL（Quantiative trait loci）位点，而后李海涛等[28]利用‘WCGR112-8’和‘安浓1号’构建F2、BC1P2、F3群体，通过遗传分析发现抗性基因受1~2个基因控制，其中有1个基因起主导作用；与‘WCGR112-8’不同，来自于马来西亚的‘LS1934’（茄子专用嫁接品种‘台太郎’父本，果实绿色小圆球状）抗病性为不完全显性，由2个或2个以上主导基因控制[29]。封琳琳等[30]利用来自印度尼西亚的‘S56B’（Terong Hi Jan，果实圆形绿色带条纹斑）、印度的‘EG193’（ArKaNidhi，果实紫色长线形）和‘EG195’（BB49，果实绿色带条纹斑卵圆形）为高抗材料配制杂交组合，通过配合力方差分析发现，其抗性符合“加性-显性”效应模型，以加性效应为主，其中抗病性为隐性，感病性表现部分显性。田时炳等[31]利用来源于印度尼西亚的‘S69’（TS69、Gelatik，绿色卵圆形）、马来西亚的‘S3’（TS3，果实绿色卵圆形）、印度的‘EG203’（Surya，果实紫黑色卵圆形）和‘EG195’（BB49，果实绿色带条纹斑卵圆形）为高抗青枯病材料配制杂交组合，得出与封琳琳相同的“加性-显性”结论[30]。李猛等[32]利用印度尼西亚的高抗材料‘S69’与重庆地方品种‘三月茄’杂交的F2群体得出‘S69’的抗性属于不完全隐性遗传，感病性属于不完全显性，抗性由1~2个基因控制。朱华武等[33]以马来西亚‘S3’（TS3，果实绿色卵圆形）为高抗材料与‘北京六叶茄064’杂交的F2群体研究发现抗病基因由一对显性基因控制。高玉梅[34]以来源于广西的地方品种‘509’（紫红色长茄，大果型栽培品种）为高抗青枯病材料，通过F2群体接种鉴定发现抗病与感病分离比为3 ∶ 1，符合单基因控制的显性遗传。曹必好等[35]利用高抗青枯病材料‘E-31’（果实圆形）通过BC1和F2群体接种鉴定发现为单基因控制的显性遗传。本课题组发现抗病亲本‘5556单1’（棒状紫红茄）的青枯病抗性受一对单隐性基因控制，感病亲本（5810）控制的感病基因是不完全显性的[36]。以上研究结果由于所选用试验材料的来源不同或所利用的菌株不同，试验结果不尽相同，总体而言茄子对青枯病的抗性遗传较为复杂。因此研究栽培种抗源的茄子青枯病抗性的遗传规律和开展抗病基因QTL精细定位是非常必要和有意义的。
2.3 茄子抗青枯病QTL定位研究在茄子抗青枯病QTL定位研究方面，Lebeau等[37]利用来自含有红茄抗源的高抗青枯病材料‘AG91-25’和感病材料‘MM738’构建178株的F6代重组自交系（RILs）接种演化Ⅰ型的4个菌株（PSS366、CMR134、GMI1000、PSS4），并将主效抗病基因ERs1（含PSS366、CMR134、GMI1000三个菌株抗性）定位于含有119个标记的18个连锁群的第2连锁群上。而后Salgon等[38]对以上含有180株的RILs群体接种演化Ⅰ型（GMI1000、PSS366、CMR134、PSS4、TO10）、Ⅲ型（CFBP3059）、ⅡA型（CFBP2957）和IIB型（CMR34）的8个菌株，并构建了含有1035个标记的图谱，将Lebeau等[37]发现的主效基因ERs1定位于第9染色体下端105.75~107.73 cM距离内，重新命名为EBWR9（含GMI1000、PSS366、CMR134抗性），该区域有2个NBS-LRR及5个RLK基因；同时在2号和5号染色体还发现两个主效QTL，其中EBWR14（含ⅡA型CFBP2957和Ⅲ型CFBP3059抗性）位于5号染色体，与番茄12号染色体的bwr12同源，由于番茄和茄子基因组存在测序间区，故未能精确定位；EBWR2位于第2号染色体69.77~80.65 cM，对青枯菌Ⅰ型PSS4、TO10，ⅡA型CFBP2957和Ⅲ型CFBP3059具有广谱抗性。Salgon等[39]对来源于印度的EG203（Surya，果实紫黑色卵圆形）与MM738构建了基于F1的含123个株系的双单倍体群体（Doubled Haploid Lines），接种演化Ⅰ型（PSS4）和Ⅲ型（R3598）青枯菌，分别发现10个QTL（PSS4抗性）和3个QTL（R3958抗性），排除环境因素在第2号、第3号和第6号染色体发现主效QTL，并未确定EBWR9抗病位点的存在；其中2号染色体的ERPR2a（37.6~43.9 Mb）和ERPR2b（43.5~53.1 Mb）覆盖了EBW2（38.3~ 46.9 Mb，PSS4抗性）的定位区间[39]；3号染色体的ERPR3b（124~139 cM，PSS4抗性）与番茄高抗青枯病材料Hawaii7996的Bwr3（65.2~67.8 Mb）位点重叠；位于6号染色体的ERPR6（PSS4和R3598抗性）与番茄高抗青枯病材料Hawaii7996和L285的Bwr6重叠。由于前期茄子基因组草图和番茄基因组存在测序间区导致覆盖度不够[37-40]，使得抗青枯病QTL位点存在很多模糊且不能确定的区间位置，导致较大区域的抗病位点无法进一步开展研究；当前，随着多个茄子高质量基因组数据的发表[41-43]，为现已获得的主效QTL位点精细定位和抗病候选基因克隆及功能解析提供了数据支撑。
2.4 茄子抗青枯病的分子标记研究在抗青枯病分子标记研究方面，国内外学者根据群体和标记类型均做了大量的筛选工作[44]，在RAPD标记方面，李海涛等[45]对茄子抗青枯病材料“WCGR1128”进行了抗性基因标记的初步研究，获得RAPD标记OPL12扩增的多态性片断OPL12/400 bp只在抗性亲本“WCGR1128”和F2代抗病池中出现，感病亲本和F2代感病池不存在。朱华武等[46]找到了一个与茄子抗青枯病亲本S3中的抗病基因紧密连锁的分子标记S264/780 bp（该引物的碱基序列为CAGAGCGGA），该标记与S3的抗病基因的交换值为4.32%，遗传距离为4.33 cM。Cao等[47]利用BSA法，得到一个紧密连锁的762 bp的分子标记，并成功转换为SCAR标记S401。在AFLP分子标记方面，李猛等[32]鉴定出1个与‘S69’抗性基因连锁的AFLP标记39A980（该引物组合为E-ACC/M-CTG），该标记与抗性基因间的交换值为4.65%，遗传距离为4.9 cM。高玉梅[34]也筛选获得一条320 bp与茄子抗青枯病连锁的AFLP标记E42M48。本课题组前期通过抗、感池单株分析得到了相引相AFLP分子标记E13M10150及相斥相AFLP标记E16M5240，估算它们与目标基因间的遗传距离分别为10.14、7.56 cM[36]。印度学者Pandiyaraj等[48]利用42个SSR分子标记，从F2群体抗感池中筛选获得了4个（emb01D10、emh11I06、emh02E08和SSR–46）共分离标记。李兆龙等[44]利用OPL400、S264和S401分子标记对41份茄子资源开展接种鉴定和分子标记验证，发现OPL400与人工接种结果吻合率为92.68%，S264为95.12%，S401为95.12%，由于这些分子标记来源于不同材料，其抗病连锁位点存在差异，从而导致分子标记鉴定结果存在差异，为此抗病基因的精细定位及紧密连锁分子标记的开发对茄子抗青枯病育种具有重要的理论和实际意义。
3 茄子抗青枯病功能基因挖掘与分子机制研究 3.1 茄子抗青枯病基因家族分析2014年以来，日本[40]、意大利[41]、我国浙江[42]、广西[43]先后开展了不同类型的茄子基因组测序研究，Li等[43]利用PacBio和Hi-C测序技术在染色体水平上组装了茄子栽培种桂茄1号高质量参考基因组，分析表明茄子基因组中646个特异性家族和364个正向选择基因赋予茄子独特性状；存在于茄子和辣椒基因组中的细菌性斑点病（Pseudomonas syringae pv aptata）抗性扩展基因家族，而番茄和马铃薯基因组中没有。Song等[49]组装了野生茄（S. aethiopicum）基因组草图，从65份S.aethiopicum和S. anguivi材料重测序数据中鉴定出18 614 838个SNPs，其中34 171个位于抗病基因内，揭示了参与耐旱性主动选择基因；Wei等[42]结合Illumina、Nanopore、10×基因组测序技术和Hi-C技术组装了茄子栽培种HQ-1315（S. melongena-HQ）高质量参考基因组，对部分基因家族进行了功能注释，公布了茄子HQ-1315基因组访问网站（http://eggplant-hq.cn）。邵欣欣等[50]在茄子基因组中检索获得130个AP2/ERF（APETALA2/ethylene responsive factor）转录因子，其中18个SmERF基因在接种青枯菌处理后表达上调，利用VIGS技术分别沉默抗感病自交系后接种青枯菌，发现SmERF66在感病自交系中抗青枯病能力增强，SmERF88在抗病自交系沉默后抗青枯病能力减弱。以上研究结果丰富了茄子全基因组序列变异数据库，为茄子规模化的基因挖掘和遗传改良工作及分子标记开发奠定了基础，为茄科植物的比较基因组学和进化研究提供了重要的数据资源。
3.2 基于转录组的抗病基因分析在转录组研究方面，Chen等[51]利用RNA-Seq技术对茄子4叶期抗病自交系E-31和感病自交系E-32开展接种青枯菌处理7 d的转录组测序，共获得125 852个序列、122 508个转录本和68 792个非重复序列基因（unigene），其中注释了51 165个非冗余unigene。使用4个数据库（NCBI、Nr、Swissprot、KEGG和COG数据库）为11 039个unigenes提供了功能注释。在抗病自交系接种处理后共发现1 137、9 048个基因分别上调和下调，其中感病自交系中有738、217个基因分别上调和下调，该结果为茄子青枯病的潜在机制提供了新的见解。为揭示茄子青枯菌接种前后根系基因表达差异，本课题组以具有优良商品性的抗病自交系06112和感病自交系5119-3为试材，分别在青枯菌接种后0、6 h取其根系，通过转录组学技术研究其转录本变化。结果共注释到差异表达基因3 467个，其中上调表达基因1 828个，下调表达基因1 639个。GO分析显示，差异表达基因主要富集在碳水化合物相关代谢过程中，KEGG Pathway富集分析显示差异基因主要富集在苯丙素类生物合成途径、氨糖和核糖代谢途径以及淀粉和蔗糖代谢途径中。抗病相关途径中，SA途径中注释到2个差异表达基因；JA途径中为注释到差异表达基因。以上研究通过转录组学技术对青枯病菌与不同抗性茄子根系的互作过程进行了探索，为进一步解析茄子根系与青枯病菌的互作机制提供了理论基础。
3.3 茄子抗青枯病基因功能研究前人研究表明WRKY转录因子（WRKY transcription factor）、ERF转录因子（Ethylene response factor）和NB-LRR（Nucleotide binding site leucine rich repeat）等抗病基因在植物抗青枯病方面扮演了重要角色，并利用反向遗传学方法揭示了此类抗病基因的抗青枯病的分子机制和调控网络。Pan等[52]过量表达番茄SlERF3∆RD促进PR（Pathogen response gene）基因如PR1、PR2和PR5的表达且显著提高对青枯病的抗性。Li等[53]在番茄中过量表达AtCBF1（Arabidopsis CRT-binding factor 1）转基因株系，通过介导ERF家族基因、RAV（Related-to-ABI3/VP1）转录因子以及抗病相关基因（PR）持续表达，显著提高对青枯病的抗性。Lai等[54-55]通过在烟草中过量表达大白菜BrERF11和辣椒CaERF5均显著提高了对青枯病的抗性，该基因主要通过SA、JA（Jasmonic acid）、ETH（Ethylene）途径介导了抗病基因的表达；WRKY转录因子是植物抗病过程中具有重要调节作用的调控因子，其中辣椒CaWRKY40、CaWRKY6基因病毒诱导的基因沉默技术（Virus-induced gene silencing，VIGS）沉默后增强了抗青枯病能力，且二者在功能上重叠，同时发现细胞质CaCDPK15（Calcium dependent protein kinase 15）和核蛋白CabZIP63〔basic（region-leucine）zipper 63〕通过与CaWRKY40组成正反馈环参与调节辣椒在高温高湿下抗青枯病过程[56]；在烟草中过量表达辣椒CaWRKY58降低了抗青枯病能力，在辣椒中VIGS沉默该基因提高了对青枯病的抗性，表明该基因主要通过反向调控抗病基因的表达提高抗病性，在烟草中过量表达GhWRKY39、GhWRKY40、GhWRKY44基因可通过提高抗病基因表达提高对青枯病的抗性，而GhWRKY27a则反向调控抗青枯病的能力[56]；以上研究结果表明ERF、WRKY等转录因子主要通过SA、JA、ETH途径介导了抗病基因的表达从而提高植株的抗青枯病能力。
同时，模式植物拟南芥RPS4/RRS1（Resistance to Pseudomonas syringae 4/resistance to Ralstonia solanacearum 1）复合体能够通过病原效应子PopP2（Pseudomonas outer protein P2）乙酰化WRKY转录因子增强植物抗病性[57-58]。该机制在茄子抗青枯病基因RE-bw得以证实，RE-bw作为茄子被克隆的抗青枯病相关基因与RRS1-R具有77.8% 的序列相似性，且含有P-loop、NB-ACR和WRKY结构域，酵母双杂交证实该蛋白和PopP2产生相互作用[59]。Nahar等[60]也证实了青枯菌Ⅲ型效应子Rip36（RipAX2）在茄子近缘野生种水茄（S.torvum）和红茄（S.aethiopicum）[61]中发生超敏反应（Hypersensitive response，HR）。
在茄子抗青枯病防卫信号基因研究方面，肖熙鸥等[19]对茄子抗病自交系‘E31’和感病自交系‘E32’接种青枯菌后发现5个基因[EDS1（Enhanced Disease Susceptibility 1）、PAD4（Phytoalexin deficient 4）、NPR1（Nonexpressor of pathogenesis-related genes 1）、SGT1（Solanidine galactosyl transferases）、WRKY70（WRKY transcription factor 70）]的表达均随接种时间延长而升高；利用VIGS沉默MAPK（Mitogen-Activated Protein Kinase）、SA途径及WRKY转录因子等基因，发现MKK2（Mitogen-Activated Protein kinase kinase 2）、MAPK6（Mitogen-Activated Protein Kinase 6）、PAD4、NPR1、SGT1、TGA（Leucine-Zipper Transcription Factors TGA）、GluA（beta-D-glucan exohydrolase）和WRKY70等基因在茄子调控抗青枯病反应中起正调控作用，而MAPK3、MAPK4、NDR1（Non-race-specificdisease resistance 1）、EIL1（Ethylene insensitive like 1）、EIN2（Ethylene insensitive 2）和JAR1（Jasmonic acid-amido synthetase 1）等基因可能未参与或起负调控作用，推断茄子‘E-31’调控青枯病信号途径可能主要依赖于SA途径。Chen通过分析‘E31’和‘E32’接种青枯菌的RNA-seq数据，发现并克隆SmNAC（NAC transcription factor）转录因子，该基因受青枯菌和茉莉酸甲酯（JA）诱导响应，后续通过过量表达株系证实了该基因的正向防卫作用[62]。Qiu等[63]利用病毒诱导的基因沉默体系研究了亚精胺合酶基因（Spermidine synthase，SPDS）参与了茄子青枯病抗性，并利用酵母双杂交等技术揭示了SmMYB44与SmSPDS互作增强对青枯病的抗性。Wang等[64]通过原生质体融合的方式将茄子抗性基因导入马铃薯，利用原位杂交技术和转录组数据获得了SmPGH1基因参与调控青枯病抗性。刘开等[65]发现SmWRKY65沉默后茄子抗青枯病能力下降。本课题组前期[66]对茄子高抗青枯病亲本自交系‘06112’和高感青枯病亲本自交系‘51193’利用cDNA-AFLP分析青枯菌诱导的茄子抗青枯病基因差异表达谱，获得受青枯病调控的基因184个，主要有β-半乳糖苷酶、丝氨酸苏氨酸蛋白激酶、泛素E3连接酶、NAC转录因子、LRR蛋白激酶、锌指金属硫蛋白酶FtSH、乙烯响应因子、MYB转录因子（MYB transcription factor）等，其中有些基因与已报道的抗病基因具有很高的同源性，因此推测这些基因在茄子抗青枯病中起着重要的调控作用；对其中25个差异显著的TDFs开展Q-PCR表达验证，结果与cDNA-AFLP差显分析一致。上述研究表明抗青枯病防卫调控网络较为复杂，而不同的抗病基因在抗病育种材料中存在差异。
4 问题与展望青枯病作为影响世界茄子产业的重大病害，国内外学者在茄子抗青枯病种质资源筛选和创新利用、抗病的细胞生物学入侵机制、激素及信号传导途径以及抗病基因的QTL定位与功能研究等方面取得了较为丰硕的成果[2-6]。茄子青枯病作为我国南方地区的重要病害，其主要原因是由于高温、高湿、弱酸性的土壤环境和青枯菌寄主的广泛性使得青枯病防控难度加大，特别是具有单一抗病QTL位点的品种抗性容易丢失[2, 27]。因此，需要对种质资源进行系统精深鉴评，保存多样化的抗病种质，利用常规杂交和分子标记辅助相结合创新抗病种质资源，为培育具有持续和稳定性的茄子抗青枯病品种提供材料基础。
在抗病基因的QTL定位方面，国内外学者所采用的茄子抗源以近缘野生种或来自于东南亚和印度的小果型材料为主[3]，其农艺性状与育种目标差异太大无法直接利用，且当前茄子抗青枯病研究欠缺精细定位及定位区间抗病候选基因的功能解析，因此基于栽培种茄子的主效QTL定位候选基因的功能研究，将为进一步揭示茄子抗青枯病的分子机制具有重要的应用价值和理论意义。
在抗病基因功能挖掘和分子机理研究方面，随着新兴生物技术的进步和基因组数据的不断完善，研究者利用转录组、表达谱、文库筛选、抗病基因同源克隆方法解析了拟南芥、番茄、辣椒、棉花等植物的ERF、WRKY等转录因子和NB-LRR等抗病基因参与抗青枯病的分子机制[52-58]，为茄子抗青枯病基因的挖掘与功能研究提供了基因和技术参考，如利用同源克隆等方法RE-bw、SmNAC、SmSPDS、SmWRKY等茄子抗青枯病基因的抗病机理获得解析[51, 59, 62-65]。同时，抗病基因的挖掘方面还需要依赖于茄子基因组数据的不断完善、抗病种质资源的大样本鉴评与关联分析、基因编辑技术的建立等研究。此外，研究者还要关注茄子青枯病菌的致病性及致病机制，抗病种质与青枯菌互作的分子机制，将为利用分子生物学技术和基因工程手段改良茄子抗青枯病育种研究奠定坚实的基础。
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（责任编辑 杨贤智）