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马铃薯作为我国的主粮作物之一,是目前最具有增产潜力的粮食作物,在保证粮食安全生产方面具有重要的意义。由于晚疫病致病菌(Phytophthora infestans)毒性变异能力强,马铃薯品种抗病性丧失问题突出,严重威胁着马铃薯的生产。我国是马铃薯生产第一大国,选育和种植抗病品种是病害防治最为安全有效的途径,充分利用抗病基因资源,筛选和挖掘抗病基因,尤其是广谱持久抗病基因,以及实行多基因聚合育种是当前抗病育种工作的重中之重。我国并非马铃薯的起源地,资源相对匮乏并且遗传背景狭窄,抗病资源较少,纵使有一些高抗资源,但对其抗病遗传背景和基因组成也不清楚,限制了抗病资源的有效利用。本研究通过对36个杂交组合的1229份彩色马铃薯杂交后代材料进行晚疫病抗病评价,筛选抗感群体对其进行选择消除分析,为挖掘抗病基因奠定了基础;通过晚疫病菌已知的无毒RXLR效应基因的瞬时表达,对青海省主栽马铃薯品种青薯9号和青薯2号进行了晚疫病抗病基因的组成分析;利用RNA-seq技术,对青薯9号晚疫病菌不同侵染时间点的组织进行了转录组分析,识别其晚疫病抗性,为阐明青薯9号和致病疫霉菌的互作机理奠定基础,主要的研究结果如下:1.马铃薯资源的抗病性鉴定和选择消除分析:对24份马铃薯品种进行了室内和田间抗病性评价,其中6个品种表现高抗,3个品种表现抗病,3个品种表现中抗,6个品种表现感病,6个品种表现高感;选用彩色马铃薯的36个杂交组合的1229份后代材料,通过田间自然发病抗病性鉴定,分别选取25份高抗和高感的马铃薯材料构建抗病池和感病池,利用SLAF-seq测序技术鉴定抗感相关的SNP位点,共得到48859个高可信度的SNP位点,均匀地覆盖于马铃薯的12条染色体上,抗病群体的遗传多样性、系统进化关系和群体结构比感病群体复杂。根据开发出的多态性SNP位点进行选择消除分析,寻找与马铃薯抗晚疫病相关的候选基因,依据群体分化和基因多态性,共注释到39个基因,并对抗病群体受选择的清除位点区域基因进行了GO数据库、COG数据库、KEGG数据库注释和分析。2.马铃薯品种青薯9号和2号的抗病基因组成分析:采用农杆菌介导的瞬时表达技术,利用晚疫病菌的9个已知无毒效应基因对青薯2号进行分析,结果显示,青薯2号可识别Avr2,Avr3a,Avr3b,Avr4,Avr Smira2和Avrvnt1,产生明显的过敏性坏死反应;马铃薯抗病基因特异分子标记的分析结果表明,青薯2号含有抗病基因R3a,R3b,R10,Rpi-Smira1,Rpi-blb2,Rpi-abpt,Rpi-RD和Rpi-phu1的特异片段;青薯9号的抗病基因分子鉴定结果表明,青薯9号含有R3a,R10,Rpi-blb2,Rpi-blb3,Rpi-abpt,RD等多个抗病基因的特异片段,可能含有与RB,Rpi-sto1和Rpi-pta1等高度同源的广谱抗病基因。3.青薯9号在晚疫病菌不同侵染时期的转录组分析:基于RNA-seq高通量测序技术,通过对晚疫病菌侵染青薯9号不同时期0h、24h、48h、72h的组织样本进行转录组学分析,将差异表达基因进行k-mean聚类分析,共有4类表达模式,其中subcluster＿1和subcluster＿4在侵染24h时,大量的差异基因的上调表达,可能是晚疫病菌与青薯9号互作关键的阶段;功能注释分析表明,植物—病原菌互作、次生代谢产物的生物合成、代谢途径、光合作用等生物过程中的基因显著富集,此外,还富集到大量的与玉米素、木质素合成相关的基因,是与植物抗性相关的重要因素;在转录因子的分析中,共富集到980个转录因子基因,分属于68个转录因子家族,其中AP2-EREBP和MYB家族响应晚疫病菌侵染的成员最多,分别有86和74个基因受晚疫病菌侵染诱导,占总转录因子基因的6.94%和7.55%,其他还有b HLH、WRKY、NAC、b ZIP等转录因子家族基因。随机选择了病程相关蛋白基因PR1、WRKY转录因子基因、水杨酸诱导蛋白基因19等与植物抗病密切相关、显著差异表达的9个差异表达基因进行q RT-PCR验证,结果与转录组数据一致,说明测序结果比较准确可靠。