樱桃产业是具有高品质、高附加值的黄金种植业,但近年来随着樱桃栽培面积的不断扩大,品种混淆、樱桃病害等问题也越来越严重。为解决樱桃生产中出现的同名异物和同物异名问题,本研究对陕西省目前主栽的63个樱桃品种进行了分子鉴定,建立了DNA指纹图谱,并进行了聚类分析,对樱桃品种的鉴定具有重要的指导意义。根癌土壤杆菌引起的冠瘿病造成了樱桃园的重大经济损失,本研究以‘吉塞拉6号’和马哈利‘CDR-1’为试材,探究了两种砧木对冠瘿病的防御反应,并对抗性较强的马哈利‘CDR-1’开展了冠瘿病抗性分析,为冠瘿病研究领域提供了新的抗性基因,更可以为治疗冠瘿病药剂的进一步研发奠定理论基础,对于加快解决樱桃冠瘿病这一难题及减少果园经济损失具有重要意义。主要研究结果如下:(1)建立了樱桃DNA指纹图谱。采用荧光标记SSR毛细管电泳检测技术对陕西省63个樱桃品种和砧木进行了鉴定,10对SSR引物共扩增出146个等位基因,每个位点扩增10~20对(均值:14),基因型数为12~26对(平均18对)。基因多样性、杂合度、多态性信息含量(PIC)均值分别为0.7549(范围:0.4011~0.8782)、0.5952(范围:0.3810~0.9683)、0.7355(范围:0.3937~0.8697)。采用非加权组平均法(UPGMA)对樱桃品种进行聚类分析,基于模型的结构分析将受测品种划分为3个群体,与主成分分析(PCA)的结果一致;根据Bayes规则,将品种进一步细分为7个群体;对63个樱桃品种进行了鉴定,建立了樱桃品种的DNA指纹图谱。(2)探究了樱桃砧木‘吉塞拉6号’被根癌土壤杆菌侵染后的生理变化。对感染的组织表面进行了形态学观察,通过测定相关防御酶活性,以及水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)激素含量变化,发现感染根癌土壤杆菌后,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱水抗坏血酸还原酶(MDHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)的酶活性增加,植株的JA含量也有所增加;处理组和对照组的过氧化氢酶(CAT)活性和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性无显著差异;处理组在感染后第15天脂氧合酶(LOX)活性略有增加,而脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性在感染后第10天下降了近50%;被感染植株的总SA含量总体呈上升趋势,但与对照组相比无明显差异;此外,利用实时荧光定量PCR检测了这些酶的编码基因和SA、JA生物合成基因的表达,与酶活性和激素变化一致,其相应编码基因的表达也上调。研究结果表明根癌土壤杆菌并没有引起‘吉塞拉6号’的过敏反应,但是瘤体的发育引发了防御相关和植物激素生物合成基因表达的实质性变化。(3)探究了‘CDR-1’对冠瘿病的抗性机制。对根颈部的侵染表面进行了形态学观察,测定了10种相关防御酶的活性以及SA和JA的含量变化,进一步利用转录组分析筛选目的基因,最后通过瞬时表达和转基因试验来验证目的基因在‘CDR-1’中的功能。结果表明,POD活性在感染后的前10天呈上升趋势,PAL和LOX活性在感染后的前15天也呈上升趋势,AsA-GSH循环中的四种关键酶也有一定程度的响应;JA含量在处理后显著增加,但SA含量并没有增加。在转录组分析中,差异表达基因Pm4CL2、PmCYP450、PmHCT1、PmHCT2和PmCAD均上调,进一步测定了木质素含量,发现木质素的含量也明显增加;从差异表达基因中筛选出Pm4CL2基因在模式植株烟草中进行瞬时表达和转基因试验,结果显示在感染12 h后,处理组的相对表达量约为对照组的14倍;转基因烟草植株在感染处理后表现出明显的抗性,且Pm4CL2的表达水平越高,激活时间越早,抗性越强。研究结果表明,冠瘿病抗性可能与木质素合成途径有关,其中Pm4CL2在植物对病原菌根癌土壤杆菌的防御反应中起着重要的作用。