番茄抗病种质资源分子标记筛选
作者:杨再俊 郑家瑞 潘鹏程 潘寅涛 高彬 李云洲
来源:《山地农业生物学报》2021年第06期
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        摘 要:番茄是现代蔬菜的支柱产业,也是脱贫攻坚的优势产业,为了满足番茄生产种对抗病抗逆性的需求,挖掘利用抗病资源育种越来越被关注,本研究利用已明确的番茄根结线虫抗性基因Mi,抗PVY病毒病基因Pvr4,抗番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)基因Ty-1/Ty-3,对贵州本土16个番茄种质资源进行分子标记筛选。结果表明:通过三对根结线虫抗性分子标记REXF1/REXR2、PM3Fb/PM3Rb和Mi23F/Mi23R对16个番茄种质资源进行检测,结果显示所有材料均含Mi基因,但是通过PMiF3/PMiR3对其检测,结果显示只有GZ09、GZ14、GZ10、GZ13等4个番茄材料含有Mi基因,而其他品种均不含Mi基因;另外,本研究通过Pvr4/Pvr7-F和Pvr4/Pvr7-R引物对16个番茄种质资源的马铃薯Y病毒(PVY)抗性分子标记进行检测,结果只有GZ04、GZ07和GZ06三个番茄材料含有Pvr4基因;用TYLCV抗性分子标记引物qR180/qF180扩增 16 个番茄材料,结果显示,GZ02、GZ19、GZ04、GZ07、GZ01、GZ08、GZ09、GZ03、GZ16、GZ05、GZ13、GZ18、GZ11等13个番茄品种含有抗性基因Ty1/Ty3。综合分析三种抗病分子标记,确定GZ04、GZ07和GZ06为三个优异抗病材料,可用于将来的番茄抗病育种,本研究初步明确了贵州大学16个番茄种质资源的抗性分子標记,为番茄抗病育种提供材料选择,为贵州省‘红酸汤’产业奠定材料基础。
给我一个理由忘记 我是歌手        关键词:番茄;抗性基因;分子标记;种质资源
        中图分类号:S641.2
        文献标识码:A
高梓淇赵丽颖        文章编号:1008-0457(2021)06-0030-07
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        国际DOI编码:10.15958/jki.sdnyswxb.2021.06.004
        Abstract:Tomato is a pillar industry of modern vegetables and an advantageous industry for poverty alleviation.In order to meet the demand for disease and stress resistance in tomato production,more and more attention has been paid to the exploitation and utilization of resistance resources for breeding.This study used theresistance gene Mi of tomato root-knot nematode resistance gene Mi,the resistance gene Pvr4 of PVY virus disease,and resistance gene Ty-1/Ty-3 of tomato yellow leaf curl virus(TYLCV)to identify the resistance molecular marker about 16 tomato germplasm resources from Guizhou.Sixteen tomato germplasm resources were tested by
three pairs of root-knot nematode resistance molecular markers REXF1/REXR2,PM3Fb/PM3Rb and Mi23F/Mi23R.The results showed that all materials contained Mi genes.When these materials were tested by PMiF3/PMiR3,the test results showed that only 4 tomato materials,such as GZ09,GZ14,GZ10,GZ13,contained Mi genes.In addition,this study used Pvr4/Pvr7-F and Pvr4/Pvr7-R primers to detect the potato virus Y(PVY)resistance molecular markers of 16 tomato germplasm resources.Only three tomato materials(GZ04,GZ07 and GZ06)contained Pvr4 gene.Sixteen tomato materials were amplified with TYLCV resistance molecular marker primer qR180/qF180.Thirteen tomato varieties contained the resistance gene Ty1/Ty3,such as GZ02,GZ19,GZ04,GZ07,GZ01,GZ08,GZ09,GZ03,GZ16,GZ05,GZ13,GZ18,GZ11,etc.GZ04,GZ07 and GZ06 were determined to be the excellent materials by comparing the three resistance molecular markers,which can be used for resistant breeding in tomato.This study has preliminarily clarified the resistance molecular markers of 16 tomato germplasm resources from Guizhou University,which provides material selection for tomato resistance breeding,and lays a material foundation for the "red and sour soup" industry in Guizhou Province.
        Keywords:tomato;resistance gene;molecular marker;germplasm resources
        番茄(Solanum lycopersicum L.),属于茄科(Solanaceae)蔬菜作物,因其经济价值高,已成为现代蔬菜的主导产业,更是脱贫攻坚的优势产业。目前,中国番茄产量排名世界第一,在我国乃至地区经济发展中发挥重要作用。另外,番茄也是贵州省特‘红酸汤’的基本原料,在贵州省番茄的产量和种植面积呈稳步增长趋势[1]。番茄在贵州省种植历史悠久,其中野生番茄具有较高的抗逆性和抗病性[2],但经过育种工作者的长期定向选育,很多野生番茄中携带的优异基因丢失[3],如番茄裂果[4]、长花柱表型不稳定[5]。目前,栽培番茄生产过程中面临严重的病虫害威胁,日益增长的病害成为番茄生产的一大威胁,病害严重影响了番茄的产量与质量。当前对我国番茄产生为害的主要病害有番茄黄化曲叶病毒病(Tomato Yellow Leaf Curl Virus,TYLCV)、番茄斑萎毒病(Tomato Spotted Wilt Virus,TSWV)、番茄早疫病、番茄灰霉病、番茄叶霉病、番茄根结线虫病、番茄青枯病、番茄枯萎病、番茄细菌性髓部坏死病等[6-10]。因此,针对番茄生产中的主要病害,进行对番茄抗病种质的筛选、创制和优质多抗番茄品种的选育对于当前番茄抗病、抗逆育种是必要的选择。
        与传统杂交育种相比,高效分子标记辅助育种技术有很多优势,如缩短育种时间,快速检测抗病基因、成本低等。目前关于番茄抗性基因或分子标记有很多,如番茄黄化曲叶病毒抗性分子标记有Ty-1、Ty-2、Ty-3、Ty-4、Ty-5、Ty-6[11-20],其中,Ty-1/Ty-3是一对等位基因,Verlaan等[18]发现Ty-1/Ty-3定位于6号染体的同一区域,该区域有R170、R180和R190三个基因,通过VIGS沉默R180,植株抗性消失,该结果表明R180是Ty-1/Ty-3抗性标记的关键基因。番茄抗根结线虫(Root-Knot Nematodes)基因Mi-1;抗马铃薯Y病毒(PYV)基因/分子标记主要有va、va1、va2、lF4E-pvr2、Pvr4/Pvr7 [21-22]。正是得益于分子标记辅助育种技术的快速发展,我国番茄育种事业才取得快速发展,如侯富恩等[23]利用与Ty-1、Ty-2、Ty-3连锁的分子标记P6-6、T0302、P6-25筛选出同时含有‘TY1-2’和‘TY1-3’的聚合单株,通过抽样调查发现该单株均含有Ty-1和Ty-2、Ty-1和Ty-3抗病基因;刘梦姣等[24]通过田间抗性表型结合分子标记辅助育种技术,筛选樱桃番茄抗晚疫病材料,确定了TL32、TL101两个番茄材料不仅对晚疫病有良好抗性,而且还抗TYLCV(携带Ty-2抗性基因);孟凡娟等[25]采用体分离分析法(Bulk segregation analysis,BSA)和随机扩增多态性DNA标记(Random Amplified Polymorphic DNA,RAPD)技术筛选与抗病基因连锁的分子标记研究番茄抗叶霉病和感叶霉病亲本组合(03036×03748)的 F2分离韩国女主播有哪些
体,结果确定该番茄特异性叶霉病抗性基因Cf6。Arnedo-Andrés等[26]利用BSA发现与Pvr4基因相关的RAPD分子标记。Devran等[27]将番茄6号染体上抗根结线虫的单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)标记序列转化为KASP基因分型试验,使用共顯性序列特征扩增区( sequence characterized amplified regions, SCAR)引物对Mi23F/Mi23R特异性的扩增番茄品种Mi基因部分,结果表明,KASP法适用于番茄育种中大体的高通量筛选。