万寿菊(Tageteserecta L.)是重要的观赏植物,也是用于提取叶黄素的功能花卉,在我国种植面积大、范围广,近年来对于乡村振兴和美丽乡村建设起到了显著作用。万寿菊黑斑病是万寿菊的主要病害,主要危害花朵和茎叶,导致植株早枯、甚至死亡,造成减产等严重经济损失,已成为国内尤其是北京地区万寿菊产业发展的制约因素。解决此问题的途径有两条:一、找到万寿菊黑斑病致病因子,短期内通过药剂防治和栽培管理手段防控黑斑病的发生;二、分子育种辅助传统杂交育种,加速抗病品种的获得。本研究通过对北京及周边万寿菊主产区黑斑病病原菌的分离鉴定、对北京延庆地区黑斑病的系统调查和抗病栽培技术研究及药剂筛选,研究万寿菊黑斑病病原学、病害发生规律并探索综合防治方法;对筛选得到的万寿菊抗病种质和感病种质进行接种病原菌前后不同时期的叶片转录组测序,通过基于测序数据的差异基因表达分析、基因表达趋势分析和关联性状的权重基因共表达网络分析,筛选万寿菊抗黑斑病候选基因,研究万寿菊抗黑斑病防御机理。本研究为万寿菊黑斑病的预测、合理防治和抗病分子育种奠定了理论基础。主要研究结果如下:(1)从北京和河北的四个万寿菊主产区收集万寿菊黑斑病病样,通过对病原分离物的分离纯化、形态观察、PCR检测和系统发育分析,鉴定出引起北京及周边地区万寿菊黑斑病的病原微生物是万寿菊链格孢(Alternaria tagetica,以下简称AT菌),其菌丝最适生长温度为20～25℃。(2)2012～2014年,以年份和前一年病害残枝的不同处理方法为因素,进行了前一年病害残枝的处理对来年万寿菊黑斑病发生作用的双因素方差分析,结果表明前一年的万寿菊病残枝上的孢子可以越冬,成为引起第二年黑斑病发生的病原菌来源,并且轮作可以在万寿菊黑斑病的防治中发挥作用。2013～2015年6月～9月,对延庆区四海镇的日平均气温,日降水量、日平均湿度和万寿菊种植区黑斑病病情指数进行了多元回归、通径分析和时间序列模型分析,筛选潜在影响因素。研究表明,降雨量增加和温度降低为万寿菊黑斑病发生和传播提供了有利条件。水肥栽培管理试验结果表明,宽窄行+滴灌的栽培方式能适当减轻万寿菊黑斑病的发生。田间药剂试验筛选到0.01%啶氧菌酯和0.025%啶酰菌胺为万寿菊黑斑病防治的最佳药剂。本研究成果可为田间万寿菊黑斑病的预测和合理防治提供参考。(3)2013～2015年对100份万寿菊属种质资源进行田间自然病圃黑斑病抗性评价,筛选出万寿菊抗病自交系种质Ts和感病自交系种质Ma进行万寿菊抗黑斑病机制研究。通过对万寿菊抗病基因型Ts和感病基因型Ma接种病原菌(A.tagetica)前后叶片表型观察、病情指数统计和扫描电镜观察,确立了进行转录组测序四个时期分别为Ts0、Ma0(接种前CK),Ts1、Ma1(接种后2、4、8、24h),Ts2、Ma2(48h)和Ts3、Ma3(75h)。基于不同比较组特有的差异表达基因葵花图分析和R基因功能注释结果,发现参与万寿菊抗病和感病两种基因型抗病调控的抗病相关转录因子基因家族有AP2家族、DOF家族、EIL家族、ERF家族、HSF家族、MYB家族、NAC家族和WRKY家族等。R基因中,N家族、NL家族、RLP家族和TNL家族在两种基因型万寿菊接种AT菌前后不同时期均有大量的差异表达基因,在万寿菊抗病调控中发挥了作用。在特有差异表达Unigene基因中,发现23个R基因。(4)基于转录组测序数据,对基因表达进行趋势分析和与病情指数关联的权重基因共表达网络分析(WGCNA)。结果显示,Ts0时期到Ts3时期表达量持续下降的趋势基因富集在苯丙素生物合成、倍半萜和三萜生物合成、糖类物质代谢和酸代谢等pathway中;Ts0时期到Ts3时期表达量持续上升的趋势基因富集在核糖体、真核生物核糖体生物合成和蛋白酶体等pathway中。AT菌侵染初期,抗病基因型Ts和感病基因型Ma的磷脂酶D基因PLDδ基因被激活表达,启动了植物材料对万寿菊链格孢的识别并进一步激活植物防御。接下来,抗病基因型Ts在AT菌侵染48h启动了抗病转录因子WRKY25基因的表达,在75h开始了乙烯应答因子EFR1基因和生长素IAA9基因的启动表达,并且晚期SA响应基因PR1基因在病原菌侵染75h表达量显著上升。感病基因型Ma中仅有茉莉酸JAZ基因在AT菌侵染24h内启动表达,并在48h表达量达到顶峰,响应病原菌侵染胁迫。WGCNA结果显示,在4个目标模块中筛选到11个抗病相关的Hub基因,包括茉莉酸途径抑制因子JAZ、生长素受体基因TIR1等。本研究为万寿菊抗黑斑病分子育种奠定基础。