李 濤，孫保娟，李植良，黎振興，羅少波，徐小萬，衡 周，宮 超，游 倩

（廣東省農業(yè)科學院蔬菜研究所/廣東省蔬菜新技術研究重點實驗室，廣東 廣州 510640）

茄子（Solanum melongenaL.）是茄科（Solanaceae）茄屬（Solanum）中重要的蔬菜作物之一，在世界各地廣泛種植，我國是茄子第二起源地，有悠久的栽培歷史和豐富的品種資源，是世界上最大的茄子生產國，據FAO統計，2020年我國茄子栽培面積77.90萬hm2，產量3 694.3萬t，分別占世界總栽培面積和產量的42.20%和65.62%［1］。華南地區(qū)獨特的熱帶亞熱帶氣候地理條件形成了我國華南特色育種和栽培區(qū)域，由于華南地區(qū)高溫、多雨的氣候持續(xù)時間長，夏秋季高溫暴雨常造成露地栽培青枯病頻發(fā)，加之近年來設施面積增加，冬春設施種植茄子青枯病發(fā)生亦呈增加趨勢；因此，由茄科雷爾氏菌〔Ralstonia solanacearum（Smith）Yabuuchi，亦稱茄科勞爾氏菌、茄科青枯菌（簡稱青枯菌）〕［2］引起的茄子青枯病是我國南方地區(qū)茄子生產的毀滅性病害，為害嚴重時經濟損失高達50%～60%，嚴重影響茄子產業(yè)的穩(wěn)定和發(fā)展［2-5］。

茄子青枯病是典型的土傳病害，青枯菌可在無寄主條件下的土壤、水體中存活多年［2］；近年來茄子種植面積不斷擴大，并且大面積連續(xù)種植，導致病原青枯菌與寄主互作過程中，青枯菌的致病性會發(fā)生變異，從而克服部分品種的抗性。針對這一難題，國內外學者一直致力于茄子抗青枯病種質資源收集評價、創(chuàng)新利用、遺傳定位、功能基因挖掘和抗病育種等研究工作［1,3-5］，并取得了較好進展。其中在青枯病菌的傳播與為害、綠色防控技術、抗病資源的鑒評、篩選及創(chuàng)新、抗病品種的選育等方面已有相關的綜述報道［2-6］。此外，在模式植物擬南芥、番茄、辣椒、煙草等植物青枯病抗病基因挖掘、激素代謝通路分析、抗病基因功能研究等方面的報道對茄子的抗青枯病研究具有重要指導意義［3］。隨著當前新興生物技術的進步和發(fā)展，在抗青枯病種質資源篩選與創(chuàng)新、抗病基因定位與功能基因挖掘等方面取得了新的研究進展，本文以茄子對青枯病的抗性機制研究為重點，概述了茄子青枯菌主要致病類型、入侵的細胞生物學機制、種質資源鑒評與抗病遺傳規(guī)律研究、主效QTL 定位與分子標記開發(fā)、抗病基因的分離鑒定以及挖掘策略研究，以期為進一步揭示茄子對青枯病的抗性機制研究提供參考。

1 我國茄子主要青枯菌致病類型與細胞生物學機制

1.1 演化Ⅰ型青枯菌是我國茄子青枯病的主要致病類型

由茄科雷爾氏菌（Ralstonia solanacearumSmith）侵染引起的青枯病可以為害54 個科的400多種植物，其中番茄、茄子、煙草、馬鈴薯等茄科作物受害最為嚴重。水旱輪作、選用抗病品種或抗病砧木嫁接是防治青枯病的最有效手段［6］。

青枯菌在土壤中可存活達6～8 年，且青枯菌群體因不同地區(qū)和寄主來源等具有高度的變異性及適應性，并表現出生理分化和菌系多樣性［6］。Prior 等［7］提出并建立了依次將青枯菌劃分為種（Species）、演化型（Phylotype）、序列變種（Sequevar）及克?。–lone）4 個不同水平分類單元的分類框架；并根據地理起源密切相關將演化型分為演化型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型，其中來自亞洲的生化變種3、4、5 歸為演化Ⅰ型，美洲的生化變種1、2、2T 為演化Ⅱ型，來自非洲的生化變種1、2T 為演化Ⅲ型，印度尼西亞的生化變種1、2、2T 為演化Ⅳ型。序列變種是在演化型框架下以內切葡聚糖酶基因（Endoglucanase，egl）進行系統發(fā)育分析時，一組序列高度保守的菌株集合體，國際上已經鑒定出51 個序列變種，目前主要為害中國的青枯菌分屬演化型Ⅰ、Ⅱ，以及1、12、13、14、15、16、17、18、34、44、48 等11個序列變種［8-10］。本課題組從番茄、茄子等分離純化青枯病菌株63 株，經egl基因序列分析發(fā)現均為演化Ⅰ型青枯菌；在茄子致病菌研究方面，演化Ⅰ型序列變種14、15、34、44 是為害茄子的主要類型［2,8］。

1.2 青枯菌入侵的細胞生物學研究

研究表明，青枯菌從植株根部、莖部的傷口或未受傷的次生根的根冠部位侵入，引起發(fā)病。植物生長時在次生根的根冠和主根的表皮間形成鞘，青枯菌穿過這層鞘，侵入皮層細胞間隙生長，破壞細胞間中膠層，使細胞壁分離、變形，形成空腔，繼而侵染導管形成侵填體，并在導管內大量繁殖和快速傳播擴張，從而引起植株萎蔫死亡［11］。在番茄研究中發(fā)現，抗青枯病品種的主根具有多篩孔板結構，能減緩菌體的繁殖及擴展，根部組織與病菌有粘連現象；入侵的青枯菌則被幼根細胞壁周圍的濃密物質所包圍從而阻止病菌活動，對菌體繁殖與擴展起著緩解作用，而病菌則可入侵感病品種的細胞間隙并降解細胞壁破壞原生質膜［12］。在擬南芥研究中發(fā)現，第二層細胞壁與青枯病抗性存在一定聯系，其中第二層細胞壁特異纖維素酶合成基因（Cellulose Synthase，CESA）如IRX5（Irregular xylem5）/CESA4，IRX1/CESA8，IRX3/CESA7的突變導致對細菌和真菌的完全抗病［13］。Ranocha 等［14］研究發(fā)現擬南芥WAT1（walls are thin1）基因的突變體wat1具有細胞伸長受阻、第二層細胞壁厚度減少的表型，且增加了對青枯菌的抗病性；Denance 等［15］最新研究指出wat1 突變體根中水楊酸（Salicylic acid，SA）含量增加，其轉錄組和代謝組學數據表明，吲哚硫代葡萄糖苷（Indole glucosinolate，IGS）合成途徑中基因表達下調，且該途徑中色氨酸、吲哚乙酸（Indoleacetic acid，IAA）、新葡萄糖蕓苔素（neoglucobrassicin）含量降低；進一步說明細胞壁修飾在wat1 抗病方面扮演重要角色。

2 茄子抗青枯病遺傳機制研究

2.1 茄子抗青枯病種質資源的篩選

優(yōu)良的種質資源是品種選育的基礎［1］。國內外學者利用苗期接種鑒定和自然病圃對茄子種質資源開展抗青枯病篩選和評價研究，發(fā)現多數茄子野生種及近緣野生種對青枯病具有較強的抗性［3,5］。在近緣野生種抗青枯病資源篩選方面，發(fā)現蒜芥茄（S.sisymbriifolium）、紅茄（S.aethiopicum）、水茄（S.torvum Swartz）對青枯病表現高抗或免疫［16-17］，并通過材料創(chuàng)新獲得高抗青枯病自交系‘AG91-25’及‘E-31’等高抗青枯病材料［16-19］。目前生產上主要以茄子野生近緣種托魯巴姆（S.torvum）作為砧木防治青枯病，但托魯巴姆具有發(fā)芽困難且不一致的缺陷［5-6］。雖然野生近緣種對青枯病具有高抗或免疫的特性，但其生長勢強旺、莖葉多刺、果小等特點，無法在育種中直接利用，而亟需優(yōu)良栽培種抗源的獲得。

在栽培種資源抗病性鑒定方面，由于茄子起源于喜馬拉雅山脈的兩側，中國和印度都是茄子起源中心［20］，我國華南地區(qū)及南亞、東南亞等地具有常年高溫多雨的熱帶和亞熱帶氣候特點，青枯病頻發(fā)的自然條件使得該地區(qū)抗病資源較為豐富，因此國內外學者在茄子抗青枯病鑒評方面對該地區(qū)的資源開展了較多工作。如從亞洲蔬菜研究與發(fā)展中心（AVRDC）從200份資源中鑒定出馬來西亞的‘TS3’、‘TS43’和‘TS47A’及來自于印度尼西亞的品種‘Gelatic’、‘TS69’（Gelatik）和材料‘TS90’為高抗［21］，該結果得到了國內學者的進一步印證［16］。法國學者Lebeau等［22］對來自于國家農業(yè)研究院（INRA）和AVRDC的10份茄子材料鑒評獲得6份〔MM853、MM643、MM152、EG203、MM931（AG91-01）、MM960（AG91-25）〕高抗材料；本課題組對來自馬來西亞、泰國和印度尼西亞的13份栽培茄子資源開展抗青枯病鑒定，其中8份材料（13004、11009、11007、12011、12010、12014、12015、12013）為高抗，5份（11008、13005、12003、13002、13003）為抗病，且呈極顯著差異［23］；以上說明東南亞地區(qū)常年高溫多雨，有利于抗病品種的自然選擇。在地方種質資源方面，劉富中等［16］對我國229份地方茄子種質資源接種單菌株（PSS-1）鑒定發(fā)現，其中存在免疫和高抗青枯病材料。在華南地區(qū)抗病資源篩選方面，本課題組采用苗期浸根接種法對23份栽培茄子資源進行抗青枯病鑒定，發(fā)現6份（5556單1、96A、5812-1⑥、YC212、5121-1、5121-1長）抗病材料［24］。佘小漫等［25］發(fā)現廣東省主要推廣的茄子品種對青枯病表現為抗或中抗。樂素菊等［26］通過利用自然病圃對92份茄子資源開展抗青枯病鑒定發(fā)現南方的茄子材料比北方抗性強，可能是南方高溫多雨、土壤呈酸性，青枯病高發(fā)的自然條件長期選擇的結果。雖然學者們在栽培種資源鑒定方面獲得了高抗青枯病材料，但我國各區(qū)域茄子栽培類型和果實性狀各異，所收集鑒評的抗源與各地域的育種目標差距較大，且材料創(chuàng)新難度大周期長；本課題組多年來以野生近緣種、半栽培種和栽培種為抗源創(chuàng)新獲得了4份具有優(yōu)良商品性的抗病材料（1份（3309-5-4-1-2）高抗、2份（10009-3-2-1、3410-14-1-4-2）抗病和1份（3-1-2）中抗）［27］，為抗源材料的育種應用提供了材料基礎；精確的抗病遺傳分析和緊密的連鎖標記的獲得，才能更好地服務于分子育種過程。

2.2 茄子抗青枯病遺傳規(guī)律研究

在茄子抗青枯病遺傳分析方面，國內外學者雖然進行了大量研究工作，但由于所選用材料來源不同而結果不同，缺乏統一的共識［3］。其中以來源于印度的抗青枯病自交系‘WCGR112-8’（茄子專用嫁接品種‘臺太郎’母本，果實綠色小圓球狀）為材料，利用F2群體發(fā)現兩個抗青枯病QTL（Quantiative trait loci）位點，而后李海濤等［28］利用‘WCGR112-8’和‘安濃1 號’構建F2、BC1P2、F3群體，通過遺傳分析發(fā)現抗性基因受1～2 個基因控制，其中有1 個基因起主導作用；與‘WCGR112-8’不同，來自于馬來西亞的‘LS1934’（茄子專用嫁接品種‘臺太郎’父本，果實綠色小圓球狀）抗病性為不完全顯性，由2個或2 個以上主導基因控制［29］。封琳琳等［30］利用來自印度尼西亞的‘S56B’（Terong Hi Jan，果實圓形綠色帶條紋斑）、印度的‘EG193’（ArKaNidhi，果實紫色長線形）和‘EG195’（BB49，果實綠色帶條紋斑卵圓形）為高抗材料配制雜交組合，通過配合力方差分析發(fā)現，其抗性符合“加性-顯性”效應模型，以加性效應為主，其中抗病性為隱性，感病性表現部分顯性。田時炳等［31］利用來源于印度尼西亞的‘S69’（TS69、Gelatik，綠色卵圓形）、馬來西亞的‘S3’（TS3，果實綠色卵圓形）、印度的‘EG203’（Surya，果實紫黑色卵圓形）和‘EG195’（BB49，果實綠色帶條紋斑卵圓形）為高抗青枯病材料配制雜交組合，得出與封琳琳相同的“加性-顯性”結論［30］。李猛等［32］利用印度尼西亞的高抗材料‘S69’與重慶地方品種‘三月茄’雜交的F2群體得出‘S69’的抗性屬于不完全隱性遺傳，感病性屬于不完全顯性，抗性由1～2 個基因控制。朱華武等［33］以馬來西亞‘S3’（TS3，果實綠色卵圓形）為高抗材料與‘北京六葉茄064’雜交的F2群體研究發(fā)現抗病基因由一對顯性基因控制。高玉梅［34］以來源于廣西的地方品種‘509’（紫紅色長茄，大果型栽培品種）為高抗青枯病材料，通過F2群體接種鑒定發(fā)現抗病與感病分離比為3 ∶1，符合單基因控制的顯性遺傳。曹必好等［35］利用高抗青枯病材料‘E-31’（果實圓形）通過BC1 和F2群體接種鑒定發(fā)現為單基因控制的顯性遺傳。本課題組發(fā)現抗病親本‘5556 單1’（棒狀紫紅茄）的青枯病抗性受一對單隱性基因控制，感病親本（5810）控制的感病基因是不完全顯性的［36］。以上研究結果由于所選用試驗材料的來源不同或所利用的菌株不同，試驗結果不盡相同，總體而言茄子對青枯病的抗性遺傳較為復雜。因此研究栽培種抗源的茄子青枯病抗性的遺傳規(guī)律和開展抗病基因QTL 精細定位是非常必要和有意義的。

2.3 茄子抗青枯病QTL 定位研究

在茄子抗青枯病QTL 定位研究方面，Lebeau等［37］利用來自含有紅茄抗源的高抗青枯病材料‘AG91-25’和感病材料‘MM738’構建178 株的F6 代重組自交系（RILs）接種演化Ⅰ型的4 個菌 株（PSS366、CMR134、GMI1000、PSS4），并將主效抗病基因ERs1（含PSS366、CMR134、GMI1000 三個菌株抗性）定位于含有119 個標記的18 個連鎖群的第2 連鎖群上。而后Salgon 等［38］對以上含有180 株的RILs 群體接種演化Ⅰ型（GMI1000、PSS366、CMR134、PSS4、TO10）、Ⅲ型（CFBP3059）、ⅡA 型（CFBP2957）和IIB型（CMR34）的8 個菌株，并構建了含有1035個標記的圖譜，將Lebeau 等［37］發(fā)現的主效基因ERs1定位于第9 染色體下端105.75～107.73 cM距離內，重新命名為EBWR9（含GMI1000、PSS366、CMR134 抗性），該區(qū)域有2 個NBSLRR及5 個RLK基因；同時在2 號和5 號染色體還發(fā)現兩個主效QTL，其中EBWR14（含ⅡA 型CFBP2957 和Ⅲ型CFBP3059 抗性）位于5 號染色體，與番茄12 號染色體的bwr12同源，由于番茄和茄子基因組存在測序間區(qū)，故未能精確定位；EBWR2位于第2 號染色體69.77～80.65 cM，對青枯菌Ⅰ型PSS4、TO10，ⅡA 型CFBP2957 和Ⅲ型CFBP3059 具有廣譜抗性。Salgon 等［39］對來源于印度的EG203（Surya，果實紫黑色卵圓形）與MM738 構建了基于F1的含123 個株系的雙單倍體群體（Doubled Haploid Lines），接種演化Ⅰ型（PSS4）和Ⅲ型（R3598）青枯菌，分別發(fā)現10 個QTL（PSS4 抗性）和3 個QTL（R3958 抗性），排除環(huán)境因素在第2 號、第3 號和第6 號染色體發(fā)現主效QTL，并未確定EBWR9抗病位點的存在；其中2 號染色體的ERPR2a（37.6～43.9 Mb）和ERPR2b（43.5～53.1 Mb）覆蓋了EBW2（38.3～46.9 Mb，PSS4 抗性）的定位區(qū)間［39］；3 號染色體的ERPR3b（124～139 cM，PSS4 抗性）與番茄高抗青枯病材料Hawaii7996 的Bwr3（65.2～67.8 Mb）位點重疊；位于6 號染色體的ERPR6（PSS4 和R3598 抗性）與番茄高抗青枯病材料Hawaii7996 和L285 的Bwr6重疊。由于前期茄子基因組草圖和番茄基因組存在測序間區(qū)導致覆蓋度不夠［37-40］，使得抗青枯病QTL 位點存在很多模糊且不能確定的區(qū)間位置，導致較大區(qū)域的抗病位點無法進一步開展研究；當前，隨著多個茄子高質量基因組數據的發(fā)表［41-43］，為現已獲得的主效QTL 位點精細定位和抗病候選基因克隆及功能解析提供了數據支撐。

2.4 茄子抗青枯病的分子標記研究

在抗青枯病分子標記研究方面，國內外學者根據群體和標記類型均做了大量的篩選工作［44］，在RAPD 標記方面，李海濤等［45］對茄子抗青枯病材料“WCGR1128”進行了抗性基因標記的初步研究，獲得RAPD 標記OPL12 擴增的多態(tài)性片斷OPL12/400 bp 只在抗性親本“WCGR1128”和F2 代抗病池中出現，感病親本和F2 代感病池不存在。朱華武等［46］找到了一個與茄子抗青枯病親本S3 中的抗病基因緊密連鎖的分子標記S264/780 bp（該引物的堿基序列為CAGAGCGGA），該標記與S3 的抗病基因的交換值為4.32%，遺傳距離為4.33 cM。Cao 等［47］利用BSA 法，得到一個緊密連鎖的762 bp 的分子標記，并成功轉換為SCAR 標記S401。在AFLP 分子標記方面，李猛等［32］鑒定出1 個與‘S69’抗性基因連鎖的AFLP 標記39A980（該引物組合為E-ACC/M-CTG），該標記與抗性基因間的交換值為4.65%，遺傳距離為4.9 cM。高玉梅［34］也篩選獲得一條320 bp 與茄子抗青枯病連鎖的AFLP 標記E42M48。本課題組前期通過抗、感池單株分析得到了相引相AFLP 分子標記E13M10150及相斥相AFLP 標記E16M5240，估算它們與目標基因間的遺傳距離分別為10.14、7.56 cM［36］。印度學者Pandiyaraj 等［48］利用42 個SSR 分子標記，從F2群體抗感池中篩選獲得了4 個（emb01D10、emh11I06、emh02E08 和SSR-46）共分離標記。李兆龍等［44］利用OPL400、S264 和S401 分子標記對41 份茄子資源開展接種鑒定和分子標記驗證，發(fā)現OPL400 與人工接種結果吻合率為92.68%，S264 為95.12%，S401 為95.12%，由于這些分子標記來源于不同材料，其抗病連鎖位點存在差異，從而導致分子標記鑒定結果存在差異，為此抗病基因的精細定位及緊密連鎖分子標記的開發(fā)對茄子抗青枯病育種具有重要的理論和實際意義。

3 茄子抗青枯病功能基因挖掘與分子機制研究

3.1 茄子抗青枯病基因家族分析

2014 年以來，日本［40］、意大利［41］、我國浙江［42］、廣西［43］先后開展了不同類型的茄子基因組測序研究，Li 等［43］利用PacBio 和Hi-C測序技術在染色體水平上組裝了茄子栽培種桂茄1 號高質量參考基因組，分析表明茄子基因組中646 個特異性家族和364 個正向選擇基因賦予茄子獨特性狀；存在于茄子和辣椒基因組中的細菌性斑點?。≒seudomonas syringaepvaptata）抗性擴展基因家族，而番茄和馬鈴薯基因組中沒有。Song 等［49］組裝了野生茄（S.aethiopicum）基因組草圖，從65 份S.aethiopicum和S.anguivi材料重測序數據中鑒定出18 614 838 個SNPs，其中34 171 個位于抗病基因內，揭示了參與耐旱性主動選擇基因；Wei 等［42］結合Illumina、Nanopore、10×基因組測序技術和Hi-C 技術組裝了茄子栽培種HQ-1315（S.melongena-HQ）高質量參考基因組，對部分基因家族進行了功能注釋，公布了茄子HQ-1315 基因組訪問網站（http://eggplanthq.cn）。邵欣欣等［50］在茄子基因組中檢索獲得130 個AP2/ERF（APETALA2/ethylene responsive factor）轉錄因子，其中18 個SmERF基因在接種青枯菌處理后表達上調，利用VIGS 技術分別沉默抗感病自交系后接種青枯菌，發(fā)現SmERF66在感病自交系中抗青枯病能力增強，SmERF88在抗病自交系沉默后抗青枯病能力減弱。以上研究結果豐富了茄子全基因組序列變異數據庫，為茄子規(guī)?；幕蛲诰蚝瓦z傳改良工作及分子標記開發(fā)奠定了基礎，為茄科植物的比較基因組學和進化研究提供了重要的數據資源。

3.2 基于轉錄組的抗病基因分析

在轉錄組研究方面，Chen 等［51］利用RNASeq 技術對茄子4 葉期抗病自交系E-31 和感病自交系E-32 開展接種青枯菌處理7 d 的轉錄組測序，共獲得125 852 個序列、122 508 個轉錄本和68 792 個非重復序列基因（unigene），其中注釋了51 165 個非冗余unigene。使用4 個數據庫（NCBI、Nr、Swissprot、KEGG 和COG 數據庫）為11 039 個unigenes 提供了功能注釋。在抗病自交系接種處理后共發(fā)現1 137、9 048 個基因分別上調和下調，其中感病自交系中有738、217 個基因分別上調和下調，該結果為茄子青枯病的潛在機制提供了新的見解。為揭示茄子青枯菌接種前后根系基因表達差異，本課題組以具有優(yōu)良商品性的抗病自交系06112 和感病自交系5119-3 為試材，分別在青枯菌接種后0、6 h 取其根系，通過轉錄組學技術研究其轉錄本變化。結果共注釋到差異表達基因3 467 個，其中上調表達基因1 828個，下調表達基因1 639 個。GO 分析顯示，差異表達基因主要富集在碳水化合物相關代謝過程中，KEGG Pathway 富集分析顯示差異基因主要富集在苯丙素類生物合成途徑、氨糖和核糖代謝途徑以及淀粉和蔗糖代謝途徑中?？共∠嚓P途徑中，SA 途徑中注釋到2 個差異表達基因；JA 途徑中為注釋到差異表達基因。以上研究通過轉錄組學技術對青枯病菌與不同抗性茄子根系的互作過程進行了探索，為進一步解析茄子根系與青枯病菌的互作機制提供了理論基礎。

3.3 茄子抗青枯病基因功能研究

前人研究表明WRKY轉錄因子（WRKY transcription factor）、ERF轉錄因子（Ethylene response factor）和NB-LRR（Nucleotide binding site leucine rich repeat）等抗病基因在植物抗青枯病方面扮演了重要角色，并利用反向遺傳學方法揭示了此類抗病基因的抗青枯病的分子機制和調控網絡。Pan等［52］過量表達番茄SlERF3ΔRD促進PR（Pathogen response gene）基因如PR1、PR2和PR5的表達且顯著提高對青枯病的抗性。Li等［53］在番茄中過量表達AtCBF1（Arabidopsis CRTbinding factor 1）轉基因株系，通過介導ERF家族基因、RAV（Related-to-ABI3/VP1）轉錄因子以及抗病相關基因（PR）持續(xù)表達，顯著提高對青枯病的抗性。Lai等［54-55］通過在煙草中過量表達大白菜BrERF11和辣椒CaERF5均顯著提高了對青枯病的抗性，該基因主要通過SA、JA（Jasmonic acid）、ETH（Ethylene）途徑介導了抗病基因的表達；WRKY轉錄因子是植物抗病過程中具有重要調節(jié)作用的調控因子，其中辣椒CaWRKY40、CaWRKY6基因病毒誘導的基因沉默技術（Virusinduced gene silencing，VIGS）沉默后增強了抗青枯病能力，且二者在功能上重疊，同時發(fā)現細胞質CaCDPK15（Calcium dependent protein kinase 15）和核蛋白CabZIP63〔basic（region-leucine）zipper 63〕通過與CaWRKY40組成正反饋環(huán)參與調節(jié)辣椒在高溫高濕下抗青枯病過程［56］；在煙草中過量表達辣椒CaWRKY58降低了抗青枯病能力，在辣椒中VIGS沉默該基因提高了對青枯病的抗性，表明該基因主要通過反向調控抗病基因的表達提高抗病性，在煙草中過量表達GhWRKY39、GhWRKY40、GhWRKY44基因可通過提高抗病基因表達提高對青枯病的抗性，而GhWRKY27a則反向調控抗青枯病的能力［56］；以上研究結果表明ERF、WRKY等轉錄因子主要通過SA、JA、ETH途徑介導了抗病基因的表達從而提高植株的抗青枯病能力。

同時，模式植物擬南芥RPS4/RRS1（Resistance toPseudomonas syringae4/resistance toRalstonia solanacearum1）復合體能夠通過病原效應子PopP2（Pseudomonas outer protein P2）乙 酰 化WRKY 轉錄因子增強植物抗病性［57-58］。該機制在茄子抗青枯病基因RE-bw得以證實，RE-bw作為茄子被克隆的抗青枯病相關基因與RRS1-R 具有77.8%的序列相似性，且含有P-loop、NBACR 和WRKY 結構域，酵母雙雜交證實該蛋白和PopP2 產生相互作用［59］。Nahar 等［60］也證實了青枯菌III 型效應子Rip36（RipAX2）在茄子近緣野生種水茄（S.torvum）和紅茄（S.aethiopicum）［61］中發(fā)生超敏反應（Hypersensitive response，HR）。

在茄子抗青枯病防衛(wèi)信號基因研究方面，肖熙鷗等［19］對茄子抗病自交系‘E31’和感病自交系‘E32’接種青枯菌后發(fā)現5個基因［EDS1（Enhanced Disease Susceptibility 1）、PAD4（Phytoalexin deficient 4）、NPR1（Nonexpressor of pathogenesis-related genes 1）、SGT1（Solanidine galactosyl transferases）、WRKY70（WRKY transcription factor 70）］的表達均隨接種時間延長而升高；利用VIGS沉默MAPK（Mitogen-Activated Protein Kinase）、SA途徑及WRKY轉錄因子等基因，發(fā)現MKK2（Mitogen-Activated Protein kinase kinase 2）、MAPK6（Mitogen-Activated Protein Kinase 6）、PAD4、NPR1、SGT1、TGA（Leucine-Zipper Transcription Factors TGA）、GluA（beta-D-glucan exohydrolase）和WRKY70等基因在茄子調控抗青枯病反應中起正調控作用，而MAPK3、MAPK4、NDR1（Non-race-specificdisease resistance 1）、EIL1（Ethylene insensitive like 1）、EIN2（Ethylene insensitive 2）和JAR1（Jasmonic acidamido synthetase 1）等基因可能未參與或起負調控作用，推斷茄子‘E-31’調控青枯病信號途徑可能主要依賴于SA途徑。Chen通過分析‘E31’和‘E32’接種青枯菌的RNA-seq數據，發(fā)現并克隆SmNAC（NAC transcription factor）轉錄因子，該基因受青枯菌和茉莉酸甲酯（JA）誘導響應，后續(xù)通過過量表達株系證實了該基因的正向防衛(wèi)作用［62］。Qiu等［63］利用病毒誘導的基因沉默體系研究了亞精胺合酶基因（Spermidine synthase，SPDS）參與了茄子青枯病抗性，并利用酵母雙雜交等技術揭示了SmMYB44與SmSPDS互作增強對青枯病的抗性。Wang等［64］通過原生質體融合的方式將茄子抗性基因導入馬鈴薯，利用原位雜交技術和轉錄組數據獲得了SmPGH1基因參與調控青枯病抗性。劉開等［65］發(fā)現SmWRKY65沉默后茄子抗青枯病能力下降。本課題組前期［66］對茄子高抗青枯病親本自交系‘06112’和高感青枯病親本自交系‘51193’利用cDNA-AFLP分析青枯菌誘導的茄子抗青枯病基因差異表達譜，獲得受青枯病調控的基因184個，主要有β-半乳糖苷酶、絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶、泛素E3連接酶、NAC轉錄因子、LRR蛋白激酶、鋅指金屬硫蛋白酶FtSH、乙烯響應因子、MYB轉錄因子（MYB transcription factor）等，其中有些基因與已報道的抗病基因具有很高的同源性，因此推測這些基因在茄子抗青枯病中起著重要的調控作用；對其中25個差異顯著的TDFs開展Q-PCR表達驗證，結果與cDNA-AFLP差顯分析一致。上述研究表明抗青枯病防衛(wèi)調控網絡較為復雜，而不同的抗病基因在抗病育種材料中存在差異。

4 問題與展望

青枯病作為影響世界茄子產業(yè)的重大病害，國內外學者在茄子抗青枯病種質資源篩選和創(chuàng)新利用、抗病的細胞生物學入侵機制、激素及信號傳導途徑以及抗病基因的QTL 定位與功能研究等方面取得了較為豐碩的成果［2-6］。茄子青枯病作為我國南方地區(qū)的重要病害，其主要原因是由于高溫、高濕、弱酸性的土壤環(huán)境和青枯菌寄主的廣泛性使得青枯病防控難度加大，特別是具有單一抗病QTL 位點的品種抗性容易丟失［2,27］。因此，需要對種質資源進行系統精深鑒評，保存多樣化的抗病種質，利用常規(guī)雜交和分子標記輔助相結合創(chuàng)新抗病種質資源，為培育具有持續(xù)和穩(wěn)定性的茄子抗青枯病品種提供材料基礎。

在抗病基因的QTL 定位方面，國內外學者所采用的茄子抗源以近緣野生種或來自于東南亞和印度的小果型材料為主［3］，其農藝性狀與育種目標差異太大無法直接利用，且當前茄子抗青枯病研究欠缺精細定位及定位區(qū)間抗病候選基因的功能解析，因此基于栽培種茄子的主效QTL 定位候選基因的功能研究，將為進一步揭示茄子抗青枯病的分子機制具有重要的應用價值和理論意義。

在抗病基因功能挖掘和分子機理研究方面，隨著新興生物技術的進步和基因組數據的不斷完善，研究者利用轉錄組、表達譜、文庫篩選、抗病基因同源克隆方法解析了擬南芥、番茄、辣椒、棉花等植物的ERF、WRKY 等轉錄因子和NBLRR等抗病基因參與抗青枯病的分子機制［52-58］，為茄子抗青枯病基因的挖掘與功能研究提供了基因和技術參考，如利用同源克隆等方法RE-bw、SmNAC、SmSPDS、SmWRKY等茄子抗青枯病基因的抗病機理獲得解析［51,59,62-65］。同時，抗病基因的挖掘方面還需要依賴于茄子基因組數據的不斷完善、抗病種質資源的大樣本鑒評與關聯分析、基因編輯技術的建立等研究。此外，研究者還要關注茄子青枯病菌的致病性及致病機制，抗病種質與青枯菌互作的分子機制，將為利用分子生物學技術和基因工程手段改良茄子抗青枯病育種研究奠定堅實的基礎。