病毒病是油菜的主要病害之一,研究油菜抗病基因,培育转基因抗病毒新品种已成为研究热点。据报道,SGS3基因植物抗病毒所必须的基因,不同植物的SGS3基因能与病毒蛋白发生互作,并具有病毒抗性,但目前还没有油菜SGS3的相关研究。本研究从田间采集油菜病毒样品,鉴定了油菜主要病毒种类和侵染情况,对侵染油菜的黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus, CMV) CP基因克隆,与典型的其他植物CMV CP序列进行同源性比对。在前期研究基础上,克隆BnSGS3基因,采用qRT-PCR法测定了BnSGS3基因在油菜(中双六号)中的拷贝数和不同组织中的表达量。将BnSGS3基因超表达载体和干扰载体分别转化sgs3拟南芥突变体和甘蓝型油菜中双六号品种。选用油菜花叶病毒(Oilseed rape mosaic virus, ORMV)、芜菁花叶病毒(Turnip mosaic virus, TuMV)和CMV三种主要病毒接种转基因和非转基因油菜,在不同时间测定了BnSGS3基因诱导表达量和病毒积累量,并分析了他们之间的关系。取得的主要研究结果如下：(1)在采集的88份油菜病毒病样品中,TuMV是主要病毒,检出率达100%,CMV检出率为76.7%,ORMV检出率为54.5%。经血清学检测,88份样品均为两种或三种病毒复合侵染,其中TuMV与CMV复合侵染率为45.4%,TuMV与ORMV复合侵染率为23.8%,而CMV、TuMV和ORMV三种病毒复合侵染率为30.7%。PCR扩增和测序结果显示,油菜CMV CP基因全长657 bp,归属于亚组Ⅰ。同源性比对发现,油菜CMY CP基因序列与其他寄主植物的CMY CP基因序列的同源性在76.5%～97.6%之间。(2)从油菜中克隆了SGS3基因,命名为BnSGS3。该基因全长2638 bp,包含4个内含子和一个1824 bp的完整ORF。采用DNAMAN进行序列对比发现,BnSGS3与其他SGS3基因CDS序列同源性在46.0%～76.5%之间。与AtSGS3结构域相似,BnSGS3包含锌指结构域(zinc-finger, ZF)、水稻基因X与SGS3作用结构域(rice gene X and SGS3, XS)和螺旋超螺旋结构域(coiled-coil, CC),与AtSGS3相似性分别为93.3%,78.3%和73.3%。(3)将BnSGS3过表达载体(BnSGS3-Ov)通过Floral-dip法转化sgs3-14突变体拟南芥,经除草剂筛选及PCR检测,获得转基因拟南芥8株。将ORMV、CMV和TuMV接种T3代转基因拟南芥、sgs3-14突变体和WT拟南芥进行病毒抗性鉴定。结果显示,接种CMV后,病毒病严重程度如下：sgs3-14>WT>BnSGS3-Ov。接种25 d以后,sgs3-14症状最重,黄化,花叶,卷曲,心叶簇生,卷曲,甚至枯萎死亡。然而,TuMV和ORMV接种三种拟南芥后,均表现出于CMV接种后相反的趋势：BnSGS3-Ov>WT>sgs3-14。(4)qRT-PCR法检测结果显示,BnSGS3基因在油菜中双六号品种中为单拷贝,且在油菜不同组织中均可表达,其中角果中表达量最高,花、叶、茎次之,根中表达量最低。将ORMV、CMV和TuMV接种油菜中双六号品种,病情调查显示,油菜中双六号品种接种ORMV后,病情指数为50.00,表现高感,接种TuMV和CMV后病情指数分别为34.67和33.49,表现中感。(5)通过农杆菌介导的组织培养,分别获得超表达BnSGS3(BnSGS3-Ov)转基因油菜33株和干扰BnSGS3表达(BnSGS3-Si)的转基因油菜25株。T0代转基因油菜BnSGS3单株表达量检测显示,BnSGS3-Ov和BnSGS3-Si植株中BnSGS3表达量分别为非转基因对照的144%～581%和13%～71%。将ORMV、CMV和TuMV接种T0代转基因和非转基因油菜。qRT-PCR检测显示,三种病毒在转基因和非转基因油菜中,均能诱导BnSGS3基因上调表达,ORMV接种BnSGS3-Ov后诱导表达作用最强,TuMV和CMV其次。BnSGS3诱导表达量与病毒RNA积累量呈线性相关,其中ORMV和TuMV的积累量与BnSGS3表达量呈正相关,而CMV则呈负相关。以上结果说明,BnSGS3抑制了CMV侵染,但是促进ORMV和TuMV积累。因此,可以通过上调或者抑制BnSGS3表达来培育抗病毒油菜品种。