黃瓜—酸黃瓜漸滲系抗蔓枯病的資源鑒定、遺傳分析及主效QTLs定位.pdf

1、由真菌Didymella bryoniae導(dǎo)致的葫蘆科蔓枯病，可危害黃瓜的莖、葉、花、果實(shí)、種子及根。隨著全球貿(mào)易的發(fā)展，蔓枯病已經(jīng)發(fā)展成為一種全球性真菌病害。然而，對(duì)于田間發(fā)病的植株，蔓枯病菌常與其它真菌性病害伴生，導(dǎo)致其鑒定分離及防治的困難。前人的研究表明，黃瓜栽培種中缺乏優(yōu)異穩(wěn)定的蔓枯病抗性資源。且由于黃瓜遺傳基礎(chǔ)狹窄，極大地限制了蔓枯病抗性基因的發(fā)掘。黃瓜近緣野生種中蘊(yùn)藏著大量的優(yōu)異基因，對(duì)蔓枯病抗性表現(xiàn)良好。因此，通過(guò)種間漸滲

2、的途徑，發(fā)掘和利用黃瓜近緣野生種中的蔓枯病抗性基因，對(duì)于改良栽培黃瓜的抗性、良種繁育和生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展都具有重要的意義。
　　 從田間感病黃瓜植株上分離純化獲得了5份真菌樣本，經(jīng)過(guò)形態(tài)學(xué)、致病力及分子鑒定，確定了這5份真菌的歸屬;采用蔓枯病原菌A(1)為接種菌，對(duì)53份黃瓜近緣野生種Cucumis hystrix與華北型栽培黃瓜‘北京截頭’的種間雜交漸滲系和10份不同生態(tài)型栽培黃瓜為試材進(jìn)行蔓枯病抗性篩選;在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)不同

3、抗性水平的4份漸滲系和3份栽培種的半雙列雜交試驗(yàn)，進(jìn)行配合力分析;構(gòu)建了抗性漸滲系HH1-8-1-2與感病栽培種‘8419’的三個(gè)F2分離群體，開(kāi)展了對(duì)漸滲系蔓枯病抗性基因的遺傳規(guī)律、數(shù)量性狀位點(diǎn)(QTL)定位及候選基因功能預(yù)測(cè)等方面的研究，主要結(jié)果如下:
　　 1.蔓枯病原真菌及共侵染真菌的形態(tài)學(xué)、致病性及分子學(xué)鑒定
　　 從表現(xiàn)蔓枯病癥狀的黃瓜植株上，分離和鑒定了五個(gè)病原真菌，編號(hào)分別為:N1、Q1、3-16、810

4、2以及HH。在栽培黃瓜品系‘P02’上，對(duì)分離菌株的致病性鑒定表明:A1和N1為致病性最強(qiáng)的菌株。通過(guò)與已知D.bryoniae菌株（A1、T2和A）的分生孢子形態(tài)學(xué)比較，可以把N1歸為D.bryoniae。通過(guò)核糖體序列間隔區(qū)ITS1和ITS2的序列分析，進(jìn)一步證實(shí)N1與對(duì)照菌株A1和TMK-2都屬于D.bryoniae。為證實(shí)其它四個(gè)菌株的菌屬，對(duì)分離菌株的ITS序列在NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行同源比對(duì)，獲得了56個(gè)同源序列。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)分析

5、，所有的序列被歸為六個(gè)組群?；?6個(gè)已知序列，把N1、A1和TMK-2被歸為D.bryoniae;菌株A屬于Phoma sp; HH屬于Alternariasp;8102屬于Corynespora cassiicola;3-16屬于Arthrinium sp; Q1屬于Plectosphaerella cucumerina。
　　 設(shè)計(jì)了特異引物，用于鑒別D.bryoniae和Phoma sp、 Arthrinium sp、C

6、.cassiicola、P.cucumerina以及Alternaria sp。通過(guò)ITS序列比對(duì)，菌株A與其它蔓枯病病菌相比，有2個(gè)堿基位點(diǎn)的缺失，可以用來(lái)作為其鑒別的特異性標(biāo)記。對(duì)南京地區(qū)造成蔓枯病癥鑒定困擾的優(yōu)勢(shì)病原真菌的鑒定，將有利于目標(biāo)育種及病害防控。
　　 2.黃瓜-酸黃瓜漸滲系蔓枯病抗性鑒定研究
　　 采用苗期人工接種鑒定的方法，篩選出4份抗蔓枯病漸滲系（HH1-8-1-2、HH1-8-1-16、HH1-8

7、-5和BC1F5CT-01-2）、1份抗蔓枯病栽培黃瓜（‘津優(yōu)10號(hào)’）、1份穩(wěn)定感蔓枯病漸滲系（HH1-8-57）和3份感蔓枯病栽培黃瓜（‘8419’、‘新泰密刺’和‘津春4號(hào)’）。相關(guān)性分析表明:莖、葉蔓枯病抗性不相關(guān);漸滲系在不同的季節(jié)抗性表現(xiàn)穩(wěn)定。農(nóng)藝性狀的觀察結(jié)果顯示:HH1-8-1-2果刺色為褐色，介于野生種的黑色果刺和栽培種的白色果刺之間，證明其為種間雜種的后代。
　　 3.黃瓜-酸黃瓜漸滲系蔓枯病抗性的配合力及遺

8、傳分析
　　 蔓枯病抗性的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)分析結(jié)果表明:GCA差異顯著，SCA差異不顯著，說(shuō)明加性基因效應(yīng)在控制GSB抗性上具有重要作用;HH1-8-1-2、HH1-8-57和‘8419’與其他親本的一般配合力較好;CC3、CC2與HH1-8-57的特殊配合力顯著; GSB侵染較少的組合親本之一具有較高或者高的負(fù)向GCA效應(yīng);在傳統(tǒng)育種方法中，使用高抗或中抗的親本，能夠改良黃瓜蔓枯病抗性。
　　

9、 遺傳分析的結(jié)果表明:2009F2(HH1-8-1-2ב8419’)、2009F2'(‘8419’×HH1-8-1-2)和2010F2（HH1-8-1-2ב8419’）三個(gè)群體的廣義遺傳率分別為73％、75％和49.9％?；诜蛛x群體蔓枯病病級(jí)有一個(gè)主峰偏向抗性親本的近正態(tài)分布特征，推測(cè)抗蔓枯病漸滲系HH1-8-1-2的抗病遺傳規(guī)律為數(shù)量性狀控制的主基因+多基因遺傳。
　　 4.黃瓜-酸黃瓜漸滲系蔓枯病抗性主效QTL的定位<

10、br>　　 基于已構(gòu)建的兩個(gè)漸滲系插入片段分布圖譜，通過(guò)分析漸滲系群體中蔓枯病抗性株系的漸滲片段在基因組上的重疊區(qū)，發(fā)現(xiàn)六個(gè)潛在的蔓枯病抗性QTLs位點(diǎn)，分布在第一、第四和第六染色體上，分別為GSB1a、GSB1b、GSB4a、GSB4b、GSB6a和GSB6b。
　　 利用簡(jiǎn)單重復(fù)序列(SSR)，在所鑒定的QTL的目標(biāo)區(qū)段，構(gòu)建了兩個(gè)遺傳連鎖群，分別為第四染色體上的連鎖群1和第六染色體的連鎖群2，長(zhǎng)度分別為12cM和44cM

11、，標(biāo)記間平均距離分別是1.5cM和2.44cM。經(jīng)過(guò)連鎖分析，染色體四上的QTL定位區(qū)段為SSR26165-SSR04534、SSR04649-SSR17459和SSR17459-SSR04454;染色體六上的QTL定位區(qū)段為SSR21115-SSR19755和SSR19755-SSR12510。
　　 5.黃瓜-酸黃瓜漸滲系蔓枯病抗性候選基因的功能預(yù)測(cè)
　　 根據(jù)遺傳定位結(jié)果，結(jié)合顯著性標(biāo)記的物理定位，將蔓枯病抗病基因