分子标记辅助甜瓜抗蔓枯病基因的聚合及品种改良

摘要：

【目的】蔓枯病（gummy stem blight）是一种真菌性土传病害，是危害甜瓜生产的严重病害之一，其存在生理小种的分化，品种即使仅携带单个抗病基因，仍会导致甜瓜抗性逐步降低甚至丢失。建立甜瓜抗蔓枯病聚合育种的分子标记辅助选择体系，选育抗性高且不再分离的聚合抗源自交系和品质优良且高抗甜瓜蔓枯病的改良白皮脆品种（品系），为甜瓜优质、抗病和高产育种提供一种简单、快捷的选择方法和重要的中间材料。【方法】利用5份甜瓜单一抗源材料PI140471、PI157082、PI511890、PI482398和PI420145两两杂交获得8份聚合抗源（082-471、082-890、082-398、145-471、145-082、145-890、145-398和890-398）。利用3个不同浓度的蔓枯病病菌孢子液（5×105个/mL、5×107个/mL、5×109个/mL）对8份聚合抗源的F1植株幼苗进行接种鉴定。结合春、秋两季的接种鉴定结果，筛选得到2份聚合后抗性显著提高的基因组合145-471和145-398。一方面，以145-471和145-398为材料，利用苗期梯度接种鉴定、分子标记辅助选择以及农艺性状观察，对其自交后代进行逐代筛选至F7。另一方面，选用组合PI420145和PI140471以及PI420145和PI482398作为蔓枯病抗性基因的供体亲本，综合性状优良的感病甜瓜品种‘白皮脆’为抗性基因受体亲本。先分别单向回交5代，在单个基因回交转移时，利用分子标记检测结合农艺性状观察对回交后代进行筛选。当回交后代的遗传背景得到一定程度恢复后，再将2个方向的回交后代进行杂交，后自交3代稳定。【结果】聚合抗源对不同浓度的蔓枯病菌均表现为抗，而单一抗源对不同浓度蔓枯病菌表现出选择性抗性且抗性水平低于聚合抗源。SSR 标记CMCT505和CMTA170a在PI140471和PI482398上可分别扩增出189 bp和121 bp的特异性片段，SCAR标记SGSB1800可以在PI420145上扩增出1800 bp的特异性片段，而145-471（145-398）的聚合单株可以同时扩增出189 bp和1800 bp（121 bp和1800 bp）两条特异片段。聚合抗源145-471（或145-398）的自交F7世代以及改良白皮脆BC5F4世代群体的分子标记鉴定结果显示，各单株已经成功聚合了Gsb-1和Gsb-6（或Gsb-4和Gsb-6）两个抗病基因，抗性不再有分离且农艺性状稳定一致。初步建立了甜瓜抗蔓枯病聚合育种的分子标记辅助选择体系，获得了两份表现高抗且抗性不再分离的聚合抗源自交系F7和2个以优质品种‘白皮脆’为受体亲本的改良白皮脆BC5F4品种（系）。改良白皮脆BC5F4世代表现为高抗甜瓜蔓枯病，且在单果质量、果形指数、果实脆度、果肉质地、果肉厚度和可溶性固形物含量等农艺性状方面与白皮脆并无显著差异。【结论】创建的3个分子标记CMCT505、CMTA170a和 SGSB1800对抗病基因Gsb-1、Gsb-4和Gsb-6的选择具有较高的准确性。初步建立了甜瓜抗蔓枯病聚合育种的分子标记辅助选择体系，为甜瓜优质、抗病和高产育种提供了一种简单、快捷的选择方法，将大大提高育种的效率。改良‘白皮脆’作为抗病育种的新材料，为甜瓜抗病品种的选育和抗病基因进一步聚合提供了材料。

关键词：甜瓜、分子标记、抗病性、品种改良

分类号：S652;S722.5;S511

资助基金：国家自然科学基金U1178307

在线出版日期：2015-03-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：523-533