根肿病是由芸薹根肿菌（Plasmodiophora brassicae）引起的世界性土传病害，也是十字花科蔬菜作物最严重的病害之一，严重影响大白菜的产量和品质。培育抗病品种是防治根肿病最为经济有效的方法。目前，大白菜上报道的抗病位点有20多个，但通过图位克隆方法鉴定的基因位点较少。由于根肿菌具有小种特异性，已经育成的抗病品种存在抗性丧失的现象。高质量的基因组组装是精准克隆基因的前提，然而已发表的两个大白菜基因组所用的材料均不抗根肿病。因此利用抗根肿病大白菜材料组装高质量基因组并挖掘新的抗病基因对大白菜抗病育种具有重要意义。
2025年1月，Horticulture Research上线了（Advance Access）河南省农业科学院蔬菜研究所张晓伟、原玉香研究团队联合北京大学现代农业研究院郭立团队题为A chromosome-level reference genome facilitates the discovery of clubroot resistant gene Crr5 in Chinese cabbage的研究论文，在大白菜根肿病抗性基因挖掘与利用研究方面取得了新进展。
该研究首先利用抗根肿病欧洲芜菁ECD01和感病大白菜材料杂交经游离小孢子培养创制了抗根肿病大白菜DH系DH40，然后利用PacBio HiFi、Hi-C和Illumina HiSeq等技术对“DH40”进行了de novo测序，最终获得的基因组大小为420.92 Mb，包含124个contigs，contig N50为11.97 Mb，BUSCO评估基因组完整性为99.32%，注释到45,863个基因（图1）。为了挖掘根肿病抗性基因Crr5，以抗病材料DH40和感病材料DH199为亲本构建了F2群体，通过BSA-seq和KASP基因分型技术，以DH40基因组为参考序列，成功将抗性基因Crr5精细定位在78.95kb区段内，该区段包含10个注释基因，只有一个基因DH40A08G013380编码抗病蛋白，含有典型的TIR-NBS-LRR结构域，为Crr5的强候选基因。而当我们以Chiifu V4.0基因组为参考序列时却难以缩小精细定位区间，比较DH40和Chiifu的基因组发现，在A08染色体7.42-12.66 Mb存在一个大的倒位，该倒位可能抑制了F2群体重组的发生，从而影响了以Chiifu为参考基因组时的BSA-seq的分析结果。因此，DH40 基因组助力了抗根肿病基因Crr5 的挖掘。序列比较发现Crr5基因序列在感病材料DH199与抗病材料DH40间具有多处差异，最重要的是在第3个外显子一个T碱基的插入导致了翻译提前终止。异源表达Crr5使拟南芥具有根肿病抗性，亚细胞定位显示Crr5定位在细胞核，GUS染色分析表明Crr5在根和叶中均表达，且在根茎结合部位表达量最高，qRT-PCR分析表明Crr5在抗病材料DH40中表达量显著高于感病材料DH199，功能结构域分析表明Crr5全长不能引起cell death超敏反应，但其TIR结构域可以（图2）。最后，还开发了基因特异功能标记Crr5-funK3，以该标记选择为前景通过标记辅助选择创制了抗根肿病新种质（图3）。本研究为白菜类作物的遗传和基因组学研究提供了宝贵的资源，加深了我们对大白菜根肿病抗性机制的理解，具有重要的理论和实践意义。
团队介绍
河南省农业科学院蔬菜研究所叶类蔬菜创新团队主要开展大白菜、甘蓝、菜心和萝卜等十字花科蔬菜的种质资源收集、鉴定、创新与新品种选育，白菜基因组学和重要农艺性状优异基因挖掘及利用等研究。团队现有科研人员12人，其中研究员3人、副研究员3人，博士6人。拥有中原学者1人、百千万人才工程国家级人选2人、全国农业科研杰出人才1人、国务院特殊津贴专家2人。承担国家重点研发、国家自然科学基金及省重点研发等省部级以上项目20多项，研究成果获得国家科技进步二等奖1项，省部级奖项6项，育成通过审定、鉴定和登记的大白菜、甘蓝等蔬菜新品种28个。
https://doi.org/10.1093/hr/uhae338
https://doi.org/10.1093/hr/uhae165
Hortic Res | 南京农业大学揭示BcSRC2与BcAPX4互作提高了不结球白菜VC含量及干旱胁迫抗性
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