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马铃薯晚疫病研究

 马铃薯晚疫病研究

 

马铃薯晚疫病是由晚疫病菌(Phytophthora infestans)引起的毁灭性卵菌病害,是马铃薯安全生产的瓶颈因素。该病在十九世纪中叶曾引起著名的爱尔兰饥馑,是对人类社会有着深远影响的重要植物病害。我们关注晚疫病菌与马铃薯的分子互作,通过基因组、功能基因组的途径去探究病原菌与寄主的相互斗争,解析晚疫病菌的致病机制,为植物疫病防控和抗病分子育种提供新的视野和思路。

1 马铃薯晚疫病的田间危害症状

 

1. 晚疫病菌-马铃薯的分子互作

 1.1 RXLR效应蛋白与抗性蛋白的互作

晚疫病菌与马铃薯的互作是基因对基因学说的代表性模式系统。我们建立了疫霉菌效应蛋白与抗性蛋白互作的研究体系,希望去解析晚疫病菌操纵寄主免疫反应的分子机理,为今后分子设计育种提供理论基础。

 

2 马铃薯与晚疫病菌分子互作研究

 

 1.2 晚疫病菌功能基因组学

    基于疫霉菌遗传转化技术、RNAiCRISPR-Cas9系统基因组编辑技术,我们建立了疫霉菌功能基因组学研究平台。通过对晚疫病菌生长发育和侵染阶段致病性关键基因的发掘和筛选,解析晚疫病菌效应蛋白胞外分泌和致病的分子机制,为晚疫病防控提供新药物靶标。

 

 

3 疫霉菌功能基因组学研究

 

2. 马铃薯晚疫病菌群体遗传学研究

    云南、贵州、四川和重庆等西南地区是我国第一大马铃薯主产区,种植面积约占全国43%左右。该区域适宜马铃薯种植,但亦是晚疫病发生危害最严重的产区。我们对西南马铃薯主产区晚疫病菌群体的组成及灾变进行了长期持续监测,实时掌握病原菌的演替规律、指导晚疫病的科学防控。

4 晚疫病菌全球迁移以及在西南马铃薯主产区的群体演替

 

3. 马铃薯种质资源抗病性鉴定及广谱抗性新基因挖掘

    制定了马铃薯抗病性鉴定”3个云南省地方标准。构建了以RXLR效应分子为探针的马铃薯抗性基因鉴定和新基因挖掘技术体系,精准鉴定已知抗性基因,挖掘新的广谱抗性基因,可加速马铃薯抗病分子标记育种及基因组编辑技术育种进程。

 

5马铃薯种质资源抗病性鉴定及广谱抗性新基因挖掘

 

4. 马铃薯晚疫病防控技术研究及应用

     首次研发了人工智能马铃薯病害诊治机器人—“土豆医生,对马铃薯几种主要病害的识别诊断准确率超过97%;构建了云南省马铃薯晚疫病监测预警系统,制定了云南省地方标准马铃薯晚疫病综合防控技术规程(DB53/T 795-2016,编写了马铃薯晚疫病识别与综合防控技术手册,指导晚疫病科学防控取得显著效益。