十字花科根肿病是由原生生物芸薹根肿菌（Plasmodiophora brassicae Woron）侵染引起的一种世界性土传病害,该病害正在世界范围内迅速蔓延,对十字花科作物生产带来了严峻挑战。在十字花科根肿病综合防治过程中抗病品种的应用被认为是最有效防治、最经济的途径治（程洁2013）,因此抗病资源的筛选与创建和抗病基因发掘与利用对根肿病的综合防控密不可分。抗源材料欧洲芜菁ECD04（Brassica rapa）对我国主要病区如安徽、湖北、四川、云南等根肿菌均表现出免疫性抗性,且该抗源存在多个抗病位点;由于目前已克隆的根肿病抗性基因均属于NBS-LRR（Nucleotide binding site-leucine-rich repeats）基因家族。因此我们对ECD04的NBS-LRR家族基因在全基因组水平上进行了生物信息分析,此基础上对抗病QTL（Quantitative trait locus）的根肿病抗性候选基因进行发掘,对抗病基因的起源与进化进行了深入解析,获得主要研究结论如下:我们成功在ECD04全基因组鉴定出174个NBS-LRR基因家族成员,并获得亚家族分类、染色体定位和共线性分析结果。根据基因编码结构将其分为6个亚家族并且定位到染色体上,发现大多数是以基因簇的形式存在,部分存在串联重复,并且在染色体上非均匀分布。通过对抗病材料ECD04和易感病大白菜Chiifu-401（Brassica rapa）全基因组NBS-LRR基因的比较分析,其中111个NBS-LRR家族基因在呈共线性,说明这些共线基因是A基因组植物基因组重要的部分,进一步为芜菁中根肿病抗性基因与感病材料同源基因的比较分析奠定基础。根据前人在ECD04中根肿病抗性基因定位结果,我们从5个QTL区间内发掘出根肿病抗性候选基因14个。使用re-PCR软件和QTL连锁标记提取ECD04、感病大白菜Chiifu-401、白菜型油菜Z1（Sarson,Brassica rapa）染色体区间中的NBS-LRR家族基因,通过基因和蛋白序列的比较分析最终从上述5个QTL区间筛选出14个候选基因。利用系统发育树分析和三倍化基因组共线性分析等手段,研究发现了芸薹属根肿病抗性基因的分子进化和变异模式。研究显示芸薹属植物获得根肿菌抗性基因是三倍化之前发生的,经历基因组三倍化事件后芸薹属植物抗病基因剂量大幅增加导致抗病性明显增强并显著提高了抗病适应性,使芸薹属植物在与根肿菌互作中取得优势;后期随着根肿病危害减弱,以及芸薹属植物从根肿病起源地欧洲向亚洲等无病区的传播过程中,根肿菌选择压的降低或缺失导致抗病基因结构发生变异,最终导致功能的丧失,所以目前只有极少数芸薹属植物具有根肿病抗病性。在本研究中ECD04基因组中根肿病抗性基因CRa与Pb Ba8.1是由芸薹属祖先基因组三倍化形成,起源于同一祖先抗病基因。以A基因组植物为例,只有极少部分芜菁可能存在CRa基因,绝大部分A基因组植物不存在该抗病基因,同时在易感材料中发现其同源基因均出现了大片的插入的现象,这被认为是祖先抗病基因功能丧失的主要原因。