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大白菜（Brassica rapa L ssp.pekinesis）原产于中国，属于十字花科芸薹属芸薹种，是我国最重要的蔬菜作物之一。大白菜软腐病是由软腐欧文氏菌胡萝卜亚种（Erwinia carotovora ssp.Carotovora，Ecc）引起，是大白菜三大病害之一，可造成大量减产和品质严重下降，目前我国高抗软腐病的大白菜种质资源缺乏，抗软腐病基因方面的研究较少，严重影响了大白菜抗软腐病育种工作的进展。大白菜全基因测序的完成为构建高密度遗传图谱并定位抗病基因奠定了基础，对进一步开展大白菜抗病遗传育种研究具有指导意义。
本研究以29份不同类型的大白菜种质资源为材料，进行软腐病病原菌接种筛选抗性基因型，在全基因组水平开展抗软腐病与SNP标记的关联分析;以感病大白菜“A03”与抗软腐病小白菜“华冠”为亲本杂交获得F2代分离群体，通过软腐病抗性鉴定，分析大白菜抗软腐病的遗传规律;利用基因组重测序，构建高密度遗传图谱，定位抗软腐病QTL（Quantitative Trait Loci，数量性状位点）;结合本实验室已获得的抗软腐病突变体sr及其大白菜“A03”在抗软腐病关键时期的转录组测序(RNA-seq)结果，对QTL定位及关联分析获得的候选基因进行表达量分析，从而筛选出与大白菜抗软腐病防御反应相关的候选基因;同时，利用构建的高密度遗传图谱，对F2分离群体14个表型性状进行变异分析和QTL定位。
主要结果如下:
1、软腐病菌活体接种鉴定29份大白菜种质材料的抗性水平发现，6份材料为高感、8份材料为感到高感、6份材料为感、4份材料为耐到感，1份材料为耐、1份材料为抗到耐、2份材料为抗、1份材料为高抗到抗。抗软腐病性状与SNP标记关联分析共检测到135个显著关联位点，通过功能注释和基因差异表达分析，筛选获得7个可能与抗软腐病防御相关基因Bra017279(LOS1)、Bra017278（PUB23）、Bra004473(MYB2)、Bra009953(PNC2)、Bra036140(ATCP1)、Bra036137(endopeptidaseinhibitor)和Bra027795（GMP synthase），分别位于A04、A05、A06和A09上，7个基因在接菌后表达量上调，其中Bra036137、Bra036140、Bra027795和Bra017279在未接菌和接菌后12h抗软腐病突变体表达量均显著高于“A03”;Bra036137、Bra004473和Bra017278在未接菌时抗软腐病突变体表达量低于“A03”，但接菌后12h表达量显著高于“A03”，尤其是Bra01728在接菌后12h表达量是“A03”的6.04倍。
2、以感病大白菜“A03”和抗病小白菜“华冠”为亲本杂交获得F2群体，通过离体接菌抗性鉴定，发现后代中0-3级抗软腐病植株共95棵，5-7级感病植株共340棵，抗性级别和感性级别分离比例为1∶3.58。
3、利用全基因组重测序技术，构建了一张含有3434个SNP多态性标记、覆盖10个连锁群的高密度遗传图谱，图谱长度总长为1657.66cM，标记平均距离为0.48cM，SNP标记顺序与物理图谱顺序基本一致。
4、QTL定位分析检测到7个与抗软腐病防御反应相关的QTL，分布于5个连锁群A01、A02、A04、A06和A07，表型贡献率在5.0-10.29％之间，其中1个主效QTL（LOD值＞3，表型贡献率10.29％）位于A07连锁群36.55-37.2cM区间。在7个QTL区间共得到189个基因，通过功能注释和基因差异表达分析，筛选发现6个候选基因可能与抗软腐病防御反应相关，分别为Bra015880(TIFY10B)、Bra020241(GRIK2)、Bra020276(ATADF4)、Bra020155(CAM7)、Bra020203(ADT5)和Bra020196(WRKY38)，分别位于A02和A07。6个基因在接菌后表达量上调，其中Bra020276和Bra020155在未接菌和接菌后12h抗软腐病突变体表达量均显著高于“A03”;Bra015880、Bra020241、Bra020203和Bra020196在未接菌时抗软腐病突变体表达量低于“A03”，但接菌后12h表达量显著高于“A03”，尤其是Bra02020在接菌后12h表达量是“A03”的3.35倍。
5、利用构建的高密度遗传图谱，采用区间作图法对14个表型性状进行QTL定位，共检测到29个QTL位点，分布于8个连锁群A02、A03、A05、A06、A07、A08、A09和A10。其中控制叶色的QTL位点2个，控制中肋色的QTL位点1个，控制叶长叶宽的QTL位点3个，控制株展的QTL位点2个，控制叶面皱缩的QTL位点2个，控制叶缘锯齿的QTL位点4个，控制现蕾时间的QTL位点3个，控制花张开度的QTL位点4个，控制花期亲和指数的QTL位点4个，控制种荚长度的QTL位点3个，控制花蕾大小的QTL位点1个，控制花瓣颜色的QTL位点2个。在叶色、中肋色、株展、叶宽、叶面皱缩、叶缘锯齿、现蕾时间、花张开度、花期亲和指数、种荚长度和花蕾大小等11个表型性状中共检测到10个主效位点。QTL共分离后基因分析，发现2个与叶色可能相关的候选基因PSII-P和PSB W;2个与叶片性状可能相关的候选基因E2F3和bHLH family protein。
本研究以29份不同类型的大白菜种质资源为材料，进行软腐病病原菌接种筛选抗性基因型，在全基因组水平开展抗软腐病与SNP标记的关联分析;以感病大白菜“A03”与抗软腐病小白菜“华冠”为亲本杂交获得F2代分离群体，通过软腐病抗性鉴定，分析大白菜抗软腐病的遗传规律;利用基因组重测序，构建高密度遗传图谱，定位抗软腐病QTL（Quantitative Trait Loci，数量性状位点）;结合本实验室已获得的抗软腐病突变体sr及其大白菜“A03”在抗软腐病关键时期的转录组测序(RNA-seq)结果，对QTL定位及关联分析获得的候选基因进行表达量分析，从而筛选出与大白菜抗软腐病防御反应相关的候选基因;同时，利用构建的高密度遗传图谱，对F2分离群体14个表型性状进行变异分析和QTL定位。
主要结果如下:
1、软腐病菌活体接种鉴定29份大白菜种质材料的抗性水平发现，6份材料为高感、8份材料为感到高感、6份材料为感、4份材料为耐到感，1份材料为耐、1份材料为抗到耐、2份材料为抗、1份材料为高抗到抗。抗软腐病性状与SNP标记关联分析共检测到135个显著关联位点，通过功能注释和基因差异表达分析，筛选获得7个可能与抗软腐病防御相关基因Bra017279(LOS1)、Bra017278（PUB23）、Bra004473(MYB2)、Bra009953(PNC2)、Bra036140(ATCP1)、Bra036137(endopeptidaseinhibitor)和Bra027795（GMP synthase），分别位于A04、A05、A06和A09上，7个基因在接菌后表达量上调，其中Bra036137、Bra036140、Bra027795和Bra017279在未接菌和接菌后12h抗软腐病突变体表达量均显著高于“A03”;Bra036137、Bra004473和Bra017278在未接菌时抗软腐病突变体表达量低于“A03”，但接菌后12h表达量显著高于“A03”，尤其是Bra01728在接菌后12h表达量是“A03”的6.04倍。
2、以感病大白菜“A03”和抗病小白菜“华冠”为亲本杂交获得F2群体，通过离体接菌抗性鉴定，发现后代中0-3级抗软腐病植株共95棵，5-7级感病植株共340棵，抗性级别和感性级别分离比例为1∶3.58。
3、利用全基因组重测序技术，构建了一张含有3434个SNP多态性标记、覆盖10个连锁群的高密度遗传图谱，图谱长度总长为1657.66cM，标记平均距离为0.48cM，SNP标记顺序与物理图谱顺序基本一致。
4、QTL定位分析检测到7个与抗软腐病防御反应相关的QTL，分布于5个连锁群A01、A02、A04、A06和A07，表型贡献率在5.0-10.29％之间，其中1个主效QTL（LOD值＞3，表型贡献率10.29％）位于A07连锁群36.55-37.2cM区间。在7个QTL区间共得到189个基因，通过功能注释和基因差异表达分析，筛选发现6个候选基因可能与抗软腐病防御反应相关，分别为Bra015880(TIFY10B)、Bra020241(GRIK2)、Bra020276(ATADF4)、Bra020155(CAM7)、Bra020203(ADT5)和Bra020196(WRKY38)，分别位于A02和A07。6个基因在接菌后表达量上调，其中Bra020276和Bra020155在未接菌和接菌后12h抗软腐病突变体表达量均显著高于“A03”;Bra015880、Bra020241、Bra020203和Bra020196在未接菌时抗软腐病突变体表达量低于“A03”，但接菌后12h表达量显著高于“A03”，尤其是Bra02020在接菌后12h表达量是“A03”的3.35倍。
5、利用构建的高密度遗传图谱，采用区间作图法对14个表型性状进行QTL定位，共检测到29个QTL位点，分布于8个连锁群A02、A03、A05、A06、A07、A08、A09和A10。其中控制叶色的QTL位点2个，控制中肋色的QTL位点1个，控制叶长叶宽的QTL位点3个，控制株展的QTL位点2个，控制叶面皱缩的QTL位点2个，控制叶缘锯齿的QTL位点4个，控制现蕾时间的QTL位点3个，控制花张开度的QTL位点4个，控制花期亲和指数的QTL位点4个，控制种荚长度的QTL位点3个，控制花蕾大小的QTL位点1个，控制花瓣颜色的QTL位点2个。在叶色、中肋色、株展、叶宽、叶面皱缩、叶缘锯齿、现蕾时间、花张开度、花期亲和指数、种荚长度和花蕾大小等11个表型性状中共检测到10个主效位点。QTL共分离后基因分析，发现2个与叶色可能相关的候选基因PSII-P和PSB W;2个与叶片性状可能相关的候选基因E2F3和bHLH family protein。