①课题来源与背景

蚕桑是陕南地区农民增收和绿色产业突破发展的支柱产业之一，全省20个蚕桑基地县，陕南占其中80%，养蚕户均收入达到6000元。但随着近年来蚕桑产业的快速发展和桑树品种的大量引进，桑树病害危害严重。同时，受环境破坏和过度采挖的影响，秦巴山区野生桑树种质资源面临严重威胁，如不采取有效的保护措施，极易造成野生种质资源的枯竭。作为蚕桑生产的主要物质基础，桑叶的品质和产量对蚕桑产业具有重要影响，开展桑树种质资源的鉴定和保存，选育优良桑树品种选育，提高桑叶品质量，对于蚕桑产业的健康发展具有重要意义。桑属植物属种间杂交无生殖隔离，遗传背景及其复杂，导致其分类鉴定与系统发育研究十分困难。基于此，本成果开展了桑树种质资源的鉴定保护与桑花叶型萎缩病病原生物学和防治研究。

②研究目的与意义：

开展桑树种质资源的鉴定与保护，利用叶绿体基因组信息和核基因信息研究桑属植物的遗传多样性，阐明桑属植物种群的进化和构建过程，促进桑种质的创新和育种研究。同时建立桑树毛状根诱导体系，从病原入手开展桑花叶型萎缩病防治研究开展，可从根本上提高桑树生物工程水平，增加蚕桑产业的科技创新和可持续发展能力。在桑树种质资源保存利用、桑树基因工程育种、抗病苗木繁育及桑根活性物质的工厂化生产等方面应用前景广阔。

③主要论点与论据

第一、建立了桑树毛状根诱导体系，可用于桑树的抗病育种和病虫害防治研究，以及桑树次生代谢物的生产的。离体培养条件下，毛状根药用有效成分产量高于正常植物及悬浮细胞培养，而且还能够合成许多悬浮细胞培养所不能合成的物质，具有其独特的优越性。

第二、获得了蒙桑、鲁桑和华桑的叶绿体基因组信息，利用叶绿体基因组对桑树进行系统发育研究，将其由荨麻目重新定位至蔷薇目。通过5个桑树叶绿体基因组序列的分析，获得其中的10个高变区，通过同源基因扩增获得了桑树肌动蛋白基因及其内含子的多态性，研究结果对桑树资源的遗传多样性和保护的研究具有重要意义。

第三、通过高通量测序对迁地保护的蒙桑的根际细菌进行了研究，结果迁地保护后蒙桑根际细菌的多样性降低，与传统的菌落培养法比较，该方法能检测到大量无法培养的根际微生物，准确全面，对野生桑树资源的迁地保护有重要意义。

第四、对桑花叶型萎缩病的病原分子桑花叶萎缩类病毒（MMDVd）的基因组序列，二级结构、种群多样性、复制等进行了详细的研究，构建的基于MMDVd基因组序列的12串联体核酶具有自切割能力。

第五、野生型发根农杆菌没有抗性标记，不能用常规三亲杂交方法进行转化。项目组利用大肠杆菌和农杆菌基因型的不同，发明了一种利用营养缺陷方法进行农杆菌三亲杂交的方法，解决了转化载体对发根农杆菌转化效率低的问题，同时该方法适用于一些不明确转化方法的新发现菌株，国内外尚无该技术的报道，目前已获得国家发明专利。

④创见与创新：首次利用子叶诱导法建立了桑树毛状根诱导体系，获得转基因桑树植株，该体系包含一种营养缺陷方法进行农杆菌三亲杂交的方法，解决了转化载体对发根农杆菌转化效率低的问题，可以用于桑树的转基因操作和育种，同时毛状根也可以用于桑树次生代谢物的生产和桑树种质资源试管保存保护，研究结果对桑树资源的遗传多样性和保护具有重要意义。

⑤社会经济效益，存在的问题：

本成果获得的桑树毛状根在黄酮含量积累和生产稳定性方面表现优越，在桑树基因工程育种与抗病苗木繁育中具有重要作用。成果发表多篇高水平学术论文，其中发表在CURRENT GENETICS上的关于蒙桑叶绿体基因组相关的研究文章，他引为6次，其中包括被遗传学2区权威期刊FRONTIERS IN PLANT SCIENCE所引用，发表在广西植物的桑树肌动蛋白基因研究的文章被CSCD数据库收录，他引8次，论文的数据分析方法为其它科研工作者提供了指导，社会效益显著。

⑥历年获奖情况：

"发根农杆菌介导桑树转基因体系的建立"获2012年安康市第十一届自然科学优秀学术论文一等奖。