西瓜枯萎病抗性基因遺傳分析、分子標記及育種研究.pdf

1、西瓜[Citrullus lanatus(Thunb.) Matsum.&Nakai]是一種重要的瓜果類作物。我國是西瓜生產(chǎn)大國，面積和產(chǎn)量均位居世界首位。由于大規(guī)模的專業(yè)生產(chǎn)，西瓜連作障礙日益突出，導(dǎo)致西瓜枯萎病等土傳病害嚴重發(fā)生，影響西瓜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。西瓜枯萎病是由尖鐮孢菌西瓜?；颓秩疽鸬木S管束系統(tǒng)病害，是國內(nèi)外西瓜生產(chǎn)上最嚴重的病害之一，已成為制約西瓜生產(chǎn)的主要障礙，培育優(yōu)質(zhì)抗病專用西瓜品種是主要解決途徑之一。本論文在廣泛收集

2、評價抗病種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，通過抗性基因的分子標記和遺傳分析，創(chuàng)制出3個高抗枯萎病小型黃肉西瓜材料并選育出2個優(yōu)質(zhì)且抗枯萎病的西瓜新品種。取得的主要研究結(jié)果如下:
　　 1.以7份枯萎病抗性不同的二倍體西瓜材料為親本，采用Gfiffing雙列雜交方法Ⅱ配制組合，對西瓜枯萎病抗性遺傳規(guī)律研究結(jié)果顯示:西瓜對枯萎病抗性由隱性多基因控制，其遺傳符合加性-顯性模型，加性效應(yīng)比顯性效應(yīng)更為重要，且感病對抗病表現(xiàn)為部分顯性，顯性方向指向增效，

3、隱性基因為減效，在所有親本中所攜帶的隱性基因比顯性基因多?！瓹alhoun Gray’等高抗品種對枯萎病1號生理小種的抗性是呈基因互作的單基因顯性性狀遺傳。
　　 采用苗期接種法對51份四倍體西瓜種質(zhì)資源進行枯萎病抗性鑒定，并選擇不同抗性的四倍體西瓜3份與二倍體西瓜4份按NCⅡ雜交設(shè)計配制三倍體西瓜組合12個，通過接種鑒定及配合力測定方差分析研究三倍體西瓜的枯萎病抗性遺傳規(guī)律。結(jié)果表明:三倍體西瓜枯萎病抗性受其雙親的加性和非加性

4、遺傳共同控制，且以加性遺傳為主，源于四倍體母本的加性遺傳相對重要于二倍體父本的加性遺傳;親本的一般配合力效應(yīng)與其枯萎病抗性呈顯著正相關(guān)。因此無籽西瓜雙親中應(yīng)重點考慮四倍體母本的抗病性，在目前缺乏四倍體高抗種質(zhì)的情況下，以中抗或輕抗四倍體西瓜為母本與高抗二倍體西瓜配組也不失為一條解決途徑。
　　 2.以高抗枯萎病西瓜品種‘蘇蜜5號’為試驗材料建立了西瓜特異的RAPD優(yōu)化體系:引物0.4μmol·L-1、dNTPs200μmol·L

5、-1，Mg2+2.0 mmol·L-1，DNA20ng，1×buffer緩沖液，Taq E1.0U，共20μL;和ISSR優(yōu)化體系:引物0.25μmol·L-1，dNTPs160μmol·L-1，Mg2+1.0 mmol·L-1，DNA20 ng，1×buffer緩沖液，Taq E0.64U，共16μL。
　　 利用上述優(yōu)化的RAPD和ISSR體系對區(qū)域及來源差異較大的2個西瓜抗病F1雙親高代自交系的多態(tài)性進行分析結(jié)果表明，在作

6、圖親本‘64-1(⊕)-3’（‘蘇蜜5號’母本、來源美國和‘6(⊕)-2’（‘蘇蜜5號’父本、來源中國臺灣）中，RAPD引物平均多態(tài)率為14.67％; ISSR引物多態(tài)率為12.23％。在作圖親本‘23(⊕)-1’（‘抗病蘇蜜’母本、來源中國）和‘4-1(⊕)-2’（‘抗病蘇蜜’父本、來源美國）中，RAPD引物平均多態(tài)率為16.77％。表明盡管西瓜作圖親本區(qū)域及來源差異較大，但其遺傳背景較狹窄。
　　 采用SRAP分子標記技術(shù)對

7、35份西瓜抗性種質(zhì)資源遺傳多樣性研究結(jié)果顯示:平均多態(tài)率為58.88％。利用NTSYS軟件對35份材料進行了聚類分析，結(jié)果表明大部分來源于同一個地域、同一抗性級別的材料聚在了一起。
　　 3.以‘Calhoun Gray’為抗源材料，通過雜交、回交和連續(xù)自交與抗病性篩選，創(chuàng)制出‘R-2-1-2’等3份黃肉小果型西瓜高抗枯萎病新材料。新材料高抗西瓜枯萎病菌生理小種1且抗病性由單顯性基因控制。
　　 采用抗性鑒定與分子標記相

8、結(jié)合技術(shù)路線，育成優(yōu)質(zhì)抗枯萎病西瓜新品種‘早抗京欣’和‘蘇蜜5號’，并分別于2004年、2005年通過江蘇省農(nóng)作物品種審定委員會審定，累計推廣面積超過13.3萬hm2。其中，‘早抗京欣’獲得植物新品種權(quán)(佳麗-CNA20040616.7)。
　　 4.應(yīng)用PAGE梯度電泳對西瓜雜交種‘蘇蜜5號’、‘早抗京欣’、‘抗病蘇蜜’及其父母本在干種子、露白、發(fā)芽五天的種子的酯酶、過氧化物酶、多酚氧化酶三種同工酶及種子蛋白分析結(jié)果顯示:篩選

9、出發(fā)芽五天的過氧化物酶酶譜特征帶可以有效鑒別‘早抗京欣’雜種與親本。
　　 利用RAPD和ISSR兩種分子標記技術(shù)對‘抗病蘇蜜’和‘蘇蜜5號’F1雜種及其相應(yīng)親本的基因組DNA分析結(jié)果顯示:在‘抗病蘇蜜’的分析中，篩選出3個母本特異標記，4個父本特異標記，以及2個共顯性標記。在西瓜雜交種‘蘇蜜5號’及其親本的RAPD分析中，篩選出4個母本特異標記，1個父本特異標記，在ISSR檢測中，只篩選到2個母本特異條帶。不管是利用一個母本特