理论和应用遗传学:克隆番茄抗病基因Sm的进展

来源：东北农业大学2022年3月15日12:39

番茄灰斑病是影响番茄生产的严重病害之一。培育高抗灰斑病的番茄新品种是防治该病最有效的途径。野生番茄茄Sm是目前已知的唯一高抗灰斑病的抗病基因，已被转入栽培品种Motelle，并广泛用于抗病品种的选育。先前的研究已经将Sm定位于

番茄灰斑病是影响番茄生产的严重病害之一。培育高抗灰斑病的番茄新品种是防治该病最有效的途径。野生番茄茄Sm是目前已知的唯一高抗灰斑病的抗病基因，已被转入栽培品种Motelle，并广泛用于抗病品种的选育。先前的研究已经将Sm定位在番茄的11号染色体上。然而，该基因尚未被克隆，这限制了它在番茄育种中的应用。近日，东北农业大学李景福教授领导的番茄育种团队利用图位克隆策略克隆了抗病基因。相关成果发表在国际知名期刊《分子育种》《Theoretical and lied Genetics》上，标题为“番茄中抗灰斑病的sm基因融合编码一种NBS-LRR(核结合位点-富含cinema重复序列)植物抗性蛋白”。

研究人员利用抗病品种Motelle和敏感品系Moneymaker之间杂交的F2群体，在番茄11号染色体的160 Kb基因组区域定位Sm。在该区域鉴定了NBS-Sm(soly C1 g 020100)，一个NBS-ARC抗病基因，并在该基因的开放阅读框(ORF)中发现了三个非同义突变(S394R、E722K和L782I)。其中，S394R突变位于NBS-ARC的WHD区，另外两个突变位于该基因编码的蛋白质的LRR结构域(图3)。根据蛋白质序列比对分析，推测氨基酸394 (AA394)可能是影响NBS-Sm等NBS-LRR蛋白发挥抗病作用的关键位点。在抗病番茄品种Motelle中报道的NBS-Sm和其他NBS-LRR同源蛋白中，AA394位点通常是带正电荷的氨基酸(精氨酸R或赖氨酸K)，而在易感菌株Moneymaker中，该位点是不带电荷的丝氨酸。这些分析表明，NBS-Sm在感病番茄品种中缺乏该功能，这与Sm提供的显性抗性是一致的。进一步的基因沉默实验表明，沉默NBS-Sm后抗病品种Motelle的抗病性显著降低，证实了NBS-Sm是赋予Motelle高抗灰斑病的抗病基因。(100yiyao.com)

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