菊花(Chrysanthemum morifolium)是一种观赏性强、在园林中应用广泛的多年生草本花卉。菊花白色锈病(Chrysanthemum White Rust,CWR)是世界范围内的重要病害,堪称菊花“癌症”。目前,利用抗性基因培育抗病品种是防治病害的重要途径。本研究以菊花白色锈病抗病品种‘中国红’(Chrysanthemum morifolium cv.‘Zhongg uohong’)和感病品种‘神马’(Chrysanthemum morifolium cv.‘Jinba’)为试材,对菊花ANK类同源基因CmANK2-1克隆与生物信息学分析;通过构建CRISPR/Cas9敲除载体和过表达载体对菊花进行遗传转化以鉴定基因功能,最后开发CAPS分子标记辨别菊花白色锈病抗感性状。取得主要结果如下:1.对菊花ANK类同源基因CmANK2-1的全长和编码区克隆并测序,结果表明该基因在抗病品种‘中国红’中全长为2,156 bp,在感病品种‘神马’中全长为2,267 bp;CmANK2-1基因在两个品种的编码区内存在33个SNP(Single Nucleotide Polymorphism)差异,其中2个SNP差异导致功能域内2处氨基酸发生非同义突变。生物信息学分析表明CmANK2-1蛋白编码551个氨基酸,包括抗病保守结构域ANK2超家族。CmANK2-1蛋白是一个含有4个跨膜区,Cobimetinib试剂不具有信号肽的疏水性蛋白。2.利用CRISPR/Cas9系统构建CmANK2-1基因敲除载体p HSE401-CmANK2-1,通过农杆involuntary medication菌介导法转化菊花抗病品种‘中国红’,获得selleck MK-17751株敲除突变体。对野生型‘中国红’与突变体Cmank2-1接种病原菌后发现,野生型未感染菊花白色锈病,而Cmank2-1叶片出现菊花白色锈病表型,推测CmANK2-1基因与菊花白色锈病抗性相关。3.使用In-Fusion法构建CmANK2-1基因过表达载体p CAMBIA3301-CmANK2-1,通过农杆菌介导法转化菊花感病品种‘神马’并获得4株过表达阳性株。目的基因表达水平测定发现过表达阳性株的CmANK2-1基因表达量均高于野生型,接种病原菌后野生型感染菊花白色锈病而过表达阳性株均未感染,推测CmANK2-1为菊花白色锈病抗性相关基因。4.根据CmANK2-1基因在抗病品种‘中国红’和感病品种‘神马’中的序列差异,开发CAPS分子标记,并在抗病品种‘早玉盘’(Chrysanthemum morifolium cv.‘Zaoyupan’)和感病品种‘S20-4’(Chrysanthemum morifolium cv.‘S20-4’)中成功应用。该分子标记可以初步辨别菊花白色锈病抗性,为菊花白色锈病抗性鉴定提供参考,在抗病品种选育方面具有重要的科学意义。