论文部分内容阅读
西葫芦(Cucurbita pepo L.)是葫芦科南瓜属重要的栽培蔬菜,世界范围内广泛种植,我国的栽培面积及产量均居世界首位。西葫芦适应性强、产量高、易管理、口感好、营养价值高,深受生产者和消费者的喜爱。目前,西葫芦设施栽培面积逐年增加,实现了周年供应。而生产方式的转变,也加重了病毒病等病害的危害。番木瓜环斑病毒病西瓜株系(PRSV-W)是危害西葫芦等葫芦科作物的主要病害之一,西葫芦植株被侵染后,出现花叶、泡斑、植株矮化、果实畸形等现象,可造成40%以上的产量损失,严重者甚至绝产。目前尚没有防治病毒病的有效药剂,培育抗病品种是防治PRSV-W病毒病最为经济、安全有效的措施。国内对西葫芦PRSV-W抗病鉴定技术及抗病种质鉴定的研究较少,导致抗性种质资源缺乏;同时传统抗病育种效率低、周期长,严重阻碍了抗病品种的选育,导致抗病品种少,满足不了生产需求。在前期初步探索工作的基础上,本研究进一步完善了西葫芦PRSV-W苗期抗性评价鉴定技术,对收集的西葫芦种质资源及当前主栽品种进行了抗性评价筛查,并构建六世代群体以揭示PRSV-W抗性遗传规律;进一步对西葫芦PRSV-W抗病基因进行了定位研究;开发了与PRSV-W抗病基因紧密连锁的分子标记并应用于西葫芦分子标记辅助选择育种。获得以下主要结果:1.西葫芦种质资源及主栽品种的抗性评价筛查及PRSV-W抗性遗传规律的揭示利用进一步完善的西葫芦PRSV-W苗期抗性评价鉴定技术体系,结合DAS-ELISA和RT-PCR检测技术,对收集的148份西葫芦品种及种质资源进行抗性评价筛查,获得抗PRSV-W病毒病材料33份,感病材料115份。其中,高代自交系“BV21”表现为高度抗病,接种PRSV-W病毒病后与对照无明显差异;自交系“BV37”表现为高度感病。利用这两个自交系配制六世代群体,并对单株进行抗性鉴定,结果显示:F1植株均表现为抗病;F2群体中137株抗病,55株感病,符合显性单基因控制性状的分离比例3:1(χ2=1.36,P=0.24);BC1P1(F1×BV21)群体均为抗病,而BC1P2(F1×BV37)群体中,抗病与感病植株的分离比例为1:1。结果表明西葫芦材料“BV21”的PRSV-W抗性性状由一对显性抗病基因控制。2.PRSV-W抗病基因的定位利用897对SSR分子标记,在抗、感亲本间进行多态性分子标记筛查,获得149对具有多态性的分子标记。采用集群分离分析法(BSA),利用筛选获得的亲本间多态性SSR分子标记对F2群体内植株进行分析,筛查获得4个与抗病基因CpPRSV-W紧密连锁的分子标记。其中,与抗病基因连锁最为紧密的标记SSR47,与抗病基因遗传距离为1.0 cM;另一侧的标记SSR113与抗病基因遗传距离为1.5cM;其余两个标记SSR21、SSR276遗传距离相对较远。为缩小抗病基因候选区间,进一步通过双亲重测序,在上述分子标记SSR47与SSR113之间开发新的InDel标记后筛查交换单株。最终将抗病基因CpPRSV-W定位在InDel标记ID523与ID1317之间,该区间包含753 Kb序列。根据西葫芦基因组注释信息,该候选区域包含30个候选基因。3.与PRSV-W抗病基因紧密连锁分子标记的开发及其在分子标记辅助选择育种中的应用在抗病基因候选区域内设计新的InDel标记,筛查获得多态性好、扩增稳定的分子标记ID307。利用ID307建立高效分子标记辅助选择育种技术,苗期对西葫芦抗病转育单株进行检测选择,淘汰非目标单株。自2018年以来,对西葫芦回交转育的四个批次植株材料,约20000株,进行苗期抗性筛查,获得6707株抗病植株。病毒接种鉴定结果显示,分子标记筛查获得的转育抗病植株获得了PRSV-W病毒病抗性。本文研究结果为PRSV-W抗病基因的高效利用、快速创制抗病西葫芦新种质及选育抗病新品种提供了技术支持,也为进一步分离鉴定抗病基因、揭示抗性分子机制奠定了基础。