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番茄黄化曲叶病毒病(Tomato yellow leaf curl disease,TYLCD)由番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)引起,严重威胁番茄安全生产。目前番茄抗TYLCV研究主要通过将野生材料中抗性基因、标记渗透到栽培品种中,或者通过RNAi(RNA interference)技术干扰病毒基因序列以达到抑制病毒基因组复制的目的。前者耗时长,抗性不稳定,后者涉及到转基因技术,目前转基因技术还没有被消费者广泛接受。诱导植物抗性为我们提供了一条新思路。诱导抗性是指植物在一些非生物或生物激发子刺激下,对随后病原的侵染产生更快更强的防御反应。植物诱导抗性主要包括两种:一种是诱导系统获得性抗性(ISR),另外一种是系统获得性抗性(SAR)。ISR抗性途径依赖于茉莉酸(JA)和乙烯(ET)信号。SAR可以通过前期病原侵染,也可以通过化学物质,如水杨酸(SA)或水杨酸衍生物苯丙噻二唑(BTH)诱导植物SAR的发生。因此,我们提出通过SA提高番茄对TYLCV诱导抗性的思路。诱导抗性需要MAPK级联信号系统参与,而植物抗病毒需要RNAi信号参与;MAPK级联信号、RNAi在SA介导抗性中到底发挥什么作用。本试验通过外源叶面喷施SA,检测番茄植株TYLCV抗性指标,确定SA诱导番茄植株的最适浓度;然后通过最适SA浓度研究RNAi通路关键基因SlDCL2和SlDCL4以及诱导抗性关键基因MAPK3在番茄抗TYLCV防御中的作用,进一步研究它们与SA信号的关系,对SA诱导抗性在抗TYLCV的作用机理做了一定研究,为植物诱导抗性抗病毒提供理论依据。主要结果如下:(1)外源叶面喷施SA提高番茄植株对TYLCV耐性的最适浓度为0.5mM。用不同浓度的SA前处理感病材料‘TTI112B-2’,2天后人工接种TYLCV侵染性克隆,一个月后统计发病率(%)和发病指数。结果显示0.5mM SA前处理植株的发病率(51.1%)和发病指数(29.3)显著低于对照(68.8%,35.7),进一步研究发现RNAi通路相关基因被诱导表达,TYLCV对植物细胞膜的破坏降低,植物抗氧化能力提高、光合能力增强,植物叶片中病毒的相对含量降低,植株病症减缓,经检测系统性抗性被诱导。(2)DCL2和DCL4在番茄抗TYLCV防御方面至关重要。利用qRT-PCR技术检测25个RNAi通路基因在抗感材料‘Y19’和‘TTI112B-2’中的差异,结果显示:在抗感病材料中,大多数RNAi相关基因都可以被TYLCV诱导上调表达,但是抗性材料中表达相对较高。通过VIGS技术沉默SlDCL2和SlDCL4,发现抗性材料TYLCV含量增加,病情指数增加,抗性被破坏,而感病材料提前发病,TYLCV含量同样增加。(3)SA诱导植物对TYLCV抗性需要DCL2和DCL4参与。用0.1mMSA前处理拟南芥dcl2,dcl4和dcl2/4突变体,24h后人工接种TYLCV,14天后qPCR、ELISA和半定量检测TYLCV含量。结果显示SA前处理可以抑制野生型拟南芥Col-中TYLCV的复制,但是不能够降低dcl2、dcl4和dcl2/4突变中的病毒含量。(4)MAPK3参与调控番茄植株对TYLCV的耐性。TYLCV接种抗性番茄材料‘Y19’,qPCR、ELISA以及Westernblot检测结果显示SlMAPK3参与番茄植株的抗TYLCV响应。通过VIGS和植物过表达技术证明MAPK3参与调控SA、JA防御信号通路基因的SlPR1/SlPR2,SlLapA/SlPI-I/SlPI-II表达,提高了番茄植株的抗氧化能力,最终提高了植株对TYLCV的耐性。(5)SA信号参与TYLCV病原诱导的MAPK3响应。用0.1 mM SA前处理SA信号中断突变体npr1,24 h后,人工接种接种TYLCV,12 h后,Western blot检测MAPK3活性,结果显示野生型Col-中TYLCV诱导的MAPK3磷酸化增幅大于npr1中的。0.1mMSA前处理不能抑制mapk3中TYLCV的复制,但是可以降低野生型Col-中的TYLCV含量。