黃瓜cucumissativusl.枯萎病抗性相關(guān)基因的分子標(biāo)記研究

1、黃瓜 ( C u c u m i s s a t i v u s L . ) 枯萎病抗性相關(guān)基因的分子標(biāo)記研究摘 要黃 瓜 枯 萎 病 ( F u s a r i u m o x y s p o r u m # s p . C u c u m e r i n u m ) 是 一 種典 型 的土 傳 病害。 隨 著 栽培面 積的 不斷 擴(kuò)大 ， 尤其是 保護(hù) 地溫室和塑料大棚等黃瓜的 大 面積發(fā)展， 土壤含菌量逐 年累 積，

2、致使黃瓜枯萎病的發(fā)生日 趨嚴(yán)重， 每年因為枯萎病的發(fā)生造成的黃瓜減產(chǎn)率高 達(dá)3 5 % - 5 0 % 。 培育抗病品 種， 利用品 種自 身的防御機(jī) 制來減少病害的發(fā)生， 可以 同時 解決環(huán)境污染、 農(nóng)藥殘留和防治 病害三方面問 題， 是一條安全、經(jīng)濟(jì)、 有效的 途徑。常規(guī)抗病育種方法對抗病材料的選擇主要依賴田 間人工鑒定， 由于黃瓜枯萎病在黃瓜整個生育期都可發(fā)病， 而且易受環(huán)境影響，田間鑒定工作費時費力， 鑒定周期長， 鑒定結(jié) 果

3、不盡 準(zhǔn)確。 現(xiàn)代分子生 物學(xué) 技術(shù)的發(fā)展， 為 分子抗病 育種提供了比以 往任何時 候都強(qiáng) 有力的 研究 手段。 近年來發(fā)展 起來的R F L P , R A P D , S S R , A F L P 等 技術(shù)， 是 對目標(biāo)性 狀在基因組 水平的 連鎖標(biāo)記的 選擇， 不受環(huán)境影 響， 不受 等位 基因顯隱性關(guān)系 干擾 ， 選擇結(jié) 果穩(wěn)定可靠 ; 同時 分子標(biāo)記 輔助選擇還可以 在育種早代進(jìn)行選擇， 從而大大 縮短育種周 期 ，

4、 提高 育 種效率。 目 前利用分 子標(biāo)記已 找到了 與 黃瓜白 粉 病和霜霉病 抗性相 關(guān)基因 連鎖的分 子 標(biāo)記， 但與黃瓜枯萎病抗性相關(guān)基因 連鎖的 分子標(biāo)記研究國內(nèi)目 前尚 未見 報道。本 研究以 黃瓜抗枯萎病和感 枯萎 病親本組合的F 2 分 離群體為 試材， 采用 A F L P與S S R技術(shù)， 結(jié)合極端個體分組 和隱性基因組分析法， 研究了與黃瓜枯萎病抗性相關(guān)基因連鎖的 分子標(biāo)記，主要得到以 下結(jié)果:1 對 F 2 分離

5、群體 進(jìn)行黃瓜 枯萎病的田 間 鑒定， 結(jié)果 表明: 在本 試驗所用試 材的 遺傳背 景下， 黃瓜對 枯萎病的 抗性由 一個單隱性基因 控制， 且 感性相 對于抗性表現(xiàn)為 完全 顯性。2 . 利 用A F L P 技術(shù)結(jié)合極 端個體分組 和隱性基因 組分析 法， 找到了 一個與 黃瓜枯萎病抗 性 相 關(guān) 基因 連 鎖的 共 顯 性標(biāo) 記( E 2 5 M 7 0 一 1 7 0 b p 1 1 6 7 b p ) . 該標(biāo) 記 在 抗

6、病組 和 感 病 組 間表現(xiàn)多 態(tài) 性， 對所有F 2 單株 進(jìn)行驗證， 結(jié)果顯示: 2 3 4 個凡單株中，田 間 表 現(xiàn)抗病的4 7 個單 株中3 株發(fā)生了 交換， 擴(kuò) 增出與 感病單株 相同 的 帶型:1 8 7 株表現(xiàn)極感的 單株中 ，1 6 個單 株發(fā) 生了 交換， 擴(kuò)增出 與 抗病單株相同的 帶 型。 由 此推算， 所篩選到的 標(biāo)記與目標(biāo) 基因 · 枯 萎 病 抗 性 基因 之間 的 連 鎖距 離為8 . 1 2

7、c M .3 ‘ 利用適合于黃瓜的 S S R體系，找到一個與黃瓜枯萎病抗性相關(guān)基因連鎖的 S S R 標(biāo) 記( C S W C T 0 6 A ) ， 對 所 有 F 2 單 株 進(jìn) 行 驗 證 ， 在 4 7 株 抗 病 植 株 中 ， 2 株 擴(kuò) 增 出 感 病 標(biāo)S T U D I E S ON MOL E C UL AR MAR KE ROF F US ARI U M W I L T RE S I S T ANC E

8、 - RE L A T E DG E N E I N C U C U MB E R ( C U C U MI S S A T I V U S L . )ABS TRACTC u c u m b e r f u s a r i u m w i l t ( F u s o r i u m o x y s p o r u m f . s p . C u e u m e r i n u m ) i s a t y p

9、i c s o i l - b o m ed i s e a s e . W i t h t h e e x t e n d o f p l a n t i n g a r e a s , c u c u m b e r w i l t b e c o m e a n s e v e r e d i s e a s e a l l o v e rt h e w o r l d t o a f f e

10、c t b a d l y o u t p u t a n d q u a l i t y o f c u c u m b e r . T h e o u 印 u t r e d u c t i o n i n c u c u m b e rg i v e s a m o u n t t o 3 5 % ^ , 5 0 0 t o e v e r y y e a r b e c a u s e o f

11、 t h e o c c u r r e n c e o f t h e d i s e a s e , B r e e d i n g o fr e s i s t a n t v a r i e t y i s a s a f e , e c o n o m y a n d e f e c t i v e w a y t o p r e n v e n t t h e p o l l u t i

12、o n o f t h ee n v i r o n m e n t , p e s t i c i d e r e m n a n t a n d t o c o n t r o l t h e d i s e a s e a t t h e s a m e t i m e . C o n v e n t i o n a lb r e e d i n g m e t h o d s h a v e b

13、 e e n s u c c e s s f u l i n v a r i e t y d e v e l o p m e n t . I d e n t i f i c a t i o n o f r e s i s t a n c e t ow i l t m a i n l y d e p e n d s o n f i e l d o b s e r v a t i o n， D u e t o

14、t h e d i s e a s e o c c u r s i n t h e w h o l e l i f ec y c l e , t h e r e a r e m a n y d i f f i c u l t i e s i n f i e l d i d e n t i f i c a t i o n . D e v e l o p m e n t o f m o l e c u l a

15、 rm a r k e r s , s u c h a s R F L P , R A P D , A F L P a n d S S R , p r o v i d e s a c o n v e n i e n t , e f f e c t i v e w a y t o s e l e c tr e s i s t a n t m a t e r i a l i n p l a n t b r

16、e e d i n g a n d h a v e b e e n u s e d i n m a n y f i e l d s . F o r A F L P a n d S S Rp o s s e s s e s l e s s D N A , m a r e s e n s i t i v e , i n f o r m a t i v e , r a p i d a n d e f i

17、c i e n t , i t c a n b e a p p l i e d t o m o r ea s p e c t s t h a n o t h e r m o l e c u l a r m a r k e r s i n b r e e d i n g r e s e a r c h . N o w , t h e m a r k e r s o f p o w d e r )m i

18、 l d e w a n d d o w n y m i l d e w i n c u c u m b e r h a v e b e e n f o u n d , b u t t h e r e w a s n o r e p o r t o nm o l e c u l a r m a r k e r s o f c u c u m b e r w i l t u p t o d a t

19、e .I n t h i s p a p e r , A F L P , S S R t e c h n o l o g y a n d B u l k e d - e x t r e m e s a n d r e c e s s i v e c l a s sa n a l y s i s ( B E R C A ) w e r e a p p l i e d t o s t u d y t h e

20、m a r k e r s l i n k e d t o t h e r e s i s t a n c e r e l a t e d g e n e o fc u c u m b e r w i l t u s i n g a F z p o p u l a t i o n o f a c r o s s 6 i n c h u n N o 3 ) b e t w e e n a h i g h

21、 l y r e s i s t a n tp a r e n t a n d a s u s c e p t i b l e p a r e n t . T h e m a i n r e s u l t s w e r e a s f o l l o w s :I . T h e f i e l d i d e n t i f i c a t i o n o f 凡p r o g e n y s h o

22、 w s t h a t t h e m a t e r i a l r e s i s t a n c e o f c u c u m b e r i sc o n t r o l l e d b y a r e c e s s i v e g e n e i n t h e t e s t o f m a t e r i a l s u s e d i n t h i s p a p e r

23、.2 . A c o - d o m i n a n t A F L P m a r k e r c l o s e l y l i n k e d t o c u c u m b e r w i l t r e s i s t a n t g e n e w a sd i s c o v e r e d . B y c h e c k i n g t h e p o l y m o r p h i s

24、m b e t w e e n t h e f i v e r e s i s t a n t p l a n t s a n d t h e f i v es u s c e p t i b l e p l a n t s , a c o - d o m i n a n t m a r k e r , E 2 5 M 7 0 - 1 7 0 b p i l 6 7 b p , w a s f o u n d

25、, P o p u l a t i o na n a l y s i s i n d i c a t e d t h a t a m o n g 2 3 4 凡p l a n t s , 4 7 r e s i s t a n t o n e s p o s s e s s e d t w o f r a g m e n t s , w h i c hw e r e i n a c c o r d a n c

26、e w i t h t h e i r r e s i s t a n t p a r e n t . Wh i l e t h e 1 8 7 s u s c e p t i b l e p l a n t s p o s s e s s e d o n ef r a g m e n t w h i c h 、 i n a c c o r d a n c e w i t h t h e i r . s u

27、 s c e p t i b l e p a r e n t . B u t t h e r e w e r e 3 r e s i s t a n tp l a n t s t h a t p o s s e s s e d o n e f r a g m e n t a n d 1 6 s u s c e p t i b l e p l a n t s t h a t p o s s e s s e d