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生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2013年第10期
菜豆锈病是由单胞锈菌（Uromyces phaseoli）引
起的主要发生在菜豆叶部的病害，由于其发病贯穿
于菜豆整个生长发育期，并在世界各地广泛发生，
从而造成菜豆大面积减产。中国是世界上重要的菜
豆生产国之一，生产中的病害问题比较突出，其中
锈病发生地区广泛，危害严重。防治普通菜豆锈病
最有效的方法是培育抗病新品种。
我国早期的菜豆抗病基因分析中，曾发现了一
对控制锈病抗性的基因且为显性［1］。世界各国至今
收稿日期 ：2013-05-02
基金项目 ： 现代农业产业技术体系专项资金（CARS-09），农业部“引进国际先进农业科学技术”项目（2012Z-52，2011-G1（3）-08），青
岛市农科院博士基金项目
作者简介 ：吴星波，男，硕士，研究方向 ：蔬菜分子生物学与基因工程 ；E-mail ：wuxingbo@126.com
通讯作者 ：郝俊杰，男，博士，助理研究员，研究方向 ：蔬菜抗病育种 ；E-mail ：haojunj@126.com
普通菜豆抗锈病基因 SCAR 标记鉴定
吴星波1，2  岳欢1，2  郝俊杰2  张晓艳2  李红卫2  王珍青2  吕享华2  
（1. 西南大学园艺园林学院，重庆 400715 ；2. 青岛市农业科学研究院，青岛 266100）
摘 要 ： 利用 10 个普通菜豆抗锈病基因 SCAR 标记（SK14、SA14、SI19、SBC6、SAD12、SAE19、UR11-GT2、KB126、
SF10 和 SBA8）引物组，对 78 份生产和研究中常用的普通菜豆资源进行了抗锈病分子标记鉴定。在这 78 份资源中，SA14 和
KB126 标记引物扩增无特异性，SI19 和 SAD12 无扩增带。其中，8 份资源含有 SK14 标记，23 份资源含有 SBC6 标记，28 份资源
含有 SAE19 标记，5 份资源含有 UR11-GT2 标记，62 份资源含有 SF10 标记，76 份资源含有 SBA8 标记。含有 2-5 个标记的资源共
67 份。明确了 78 份参试菜豆资源所含的抗锈病基因类型，表明含有多个抗锈病基因的菜豆资源较为常见。
关键词 ： 普通菜豆 SCAR 菜豆锈病 抗病基因 分子标记
Identification of Rust Resistant Genes Based on SCAR Markers in
Common Bean（Phaseolus vulgaris L.）
Wu Xingbo1，2 Yue Huan1，2 Hao Junjie2 Zhang Xiaoyan2 Li Hongwei2 Wang Zhenqing2 Lü Xianghua2
（1. College of Horticulture and Landscape Architecture，Southwest University，Chongqing 400715 ；2. Qingdao Academy of Agriculture
Science，Qingdao 266100）
Abstract:  Ten SCAR primer combinations（SK14、SA14、SI19、SBC6、SAD12、SAE19、UR11-GT2、KB126、SF10 and SBA8）
of common bean rust resistant genes were used to check the genome DNA of 78 common bean accessions. The SCAR primer pairs, SA14 and
KB126, amplified bands without difference among all the tested accessions ； SI19 and SAD12 were not amplified target bands at all ； SK14
marker appeared in 8 accessions, SBC6 marker in 23 accessions, SAE19 marker in 28 accessions, UR11-GT2 marker in 5 accessions, SF10
marker in 62 accessions, and SBA8 marker in 76 accessions. 2-5 SCAR markers appeared in 65 accessions respectively. The types of rust
resistant genes in each of the 78 accessions have been identified, and we found common that several rust resistant genes aggregated in one
common bean accession.
Key words:  Common bean SCAR Rust Resistance gene Molecular marker
大约已鉴定出 150 多个菜豆锈病生理小种，其致病
性存在高度的变异性 ；已知抗锈病基因 8 个，分别
是 Ur-3、Ur-4、Ur-5、Ur-6、Ur-7、Ur-11、Ur-13 和
Ouro Negro。Ur-3 的 SCAR 标 记 是 SK14 ；Ur-4 的
SCAR 标 记 是 SA14 ；Ur-5 的 SCAR 标 记 是 SI19 ；
Ur-6 的 SCAR 标 记 是 SBC6 ；Ur-7 的 SCAR 标 记 是
SAD12 ；Ur-11 有 两 个 SCAR 标 记， 分 别 是 SAE19
和 UR11-GT2 ；Ur-13 的 SCAR 标 记 是 KB126 ；Ouro
Negro 有两个 SCAR 标记，分别是 SF10 和 SAB8。国
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2013年第10期82
内关于普通菜豆抗炭疽病的 SCAR 标记研究较多，
而对菜豆抗锈病的 SCAR 标记研究较少。
本研究利用抗普通菜豆锈病基因 Ur-3、Ur-4、
Ur-5、Ur-6、Ur-7、Ur-11、Ur-13 和 Ouro Negro 的
SCAR 标记，对来自国内外 78 份普通菜豆种质进行
检测，明确其所含抗锈病基因类型，以便在抗病育
种中有效合理地利用。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试菜豆 普通菜豆资源 78 份，由 9 份国
外资源，56 份国内资源及 13 份未知来源资源构成
（表 1）。
表 1 供试普通菜豆资源
序号 名称 来源 　 序号 名称 来源
MAS1 美银一号 山东 MAS47 菜豆六号 天津
MAS2 秋紫豆锅里变 山东 MAS48 菜豆七号 天津
MAS3 英良大盛四号 山东 MAS49 菜豆八号 天津
MAS4 97-5 架豆王 山东 MAS51 牌油豆一号 天津
MAS5 改良绿丰 山东 MAS52 2504 -
MAS6 改良九粒白 山东 MAS54 C7 -
MAS7 优白特 518 山东 MAS55 C8 -
MAS8 四季架豆王 山东 MAS56 C15 -
MAS9 赤青 108 山东 MAS57 C23 -
MAS10 英良 U4 架豆 山东 MAS58 K2 -
MAS11 四季白玉 988 架豆 山东 MAS59 T8 -
MAS12 联华肉豆白大豌 山东 MAS60 80-107 -
MAS13 老来少架豆 山东 MAS63 V07A0978 -
MAS14 英良 U8 架豆 山东 MAS64 推广者 -
MAS15 851-923-7 山东 MAS65 泰国架豆王 哈尔滨
MAS16 英良 U2 架豆 山东 MAS68 红花白壳四季豆 哈尔滨
MAS17 特长四季架豆王 山东 MAS69 红玉架豆王 哈尔滨
MAS18 中茂 918 芸豆 山东 MAS70 851/923 白粒架豆王 哈尔滨
MAS19 瑞雪 168 架豆 山东 MAS71 连农特长九号 大连
MAS20 大豆 山西 MAS72 连农无筋一号 大连
MAS21 乌金豆 湖北 MAS73 连农紫芸一号 大连
MAS22 津研 1 号 山西 MAS74 连农 923 大连
MAS25 赛尼劳克 美国 MAS75 十粒长 沈阳
MAS26 赛尔卡 荷兰 MAS76 花皮豆 沈阳
MAS28 赞莫兰诺 日本 MAS77 九粒红 沈阳
MAS29 矮菜豆 罗马尼亚 MAS78 97-5 架豆王 沈阳
MAS30 褐美丽 澳大利亚 MAS79 泰国十号玉豆 南宁
MAS31 埃尔萨 法国 MAS80 双丰三号玉豆 南宁
MAS32 超长 新西兰 MAS81 泰优 18 号玉豆 南宁
MAS33 74130 意大利 MAS82 抗热 001 架豆 河北
MAS34 日 A 日本 MAS83 立农 8 号 福建
MAS36 83-B 辽宁 MAS84 F0004579 -
MAS38 916 辽宁 MAS85 丰源超级架豆 寿光丰源
MAS39 黑色棒豆 吉林 MAS86 紫红极早白莲 96-8 郑州聚丰
MAS40 特嫩四号 辽宁 MAS87 盛硕特早 8 寸嫩 河北隆化
MAS42 双丰 1 号 天津 　 MAS88 特选将军一点红 寿光丰源
MAS43 双丰 2 号 天津 　 MAS89 新改良九粒白 昌邑宏丰
MAS44 双丰 3 号 天津 MAS90 白色架豆 -
MAS45 菜豆四号 天津 　 MAS91 小仇芸豆 -
“-”为资源来源不明
2013年第10期 83吴星波等 ：普通菜豆抗锈病基因 SCAR 标记鉴定
1.1.2 SCAR 标记引物序列 采用的 10 个 SCAR 标
记引物组（表 2）：SK14、SA14、SI19、SBC6、SA-
D12、SA-E19、UR11-GT2、KB126、SF10 和 SBA8，
分别是普通菜豆 8 个抗锈病基因 Ur-3、Ur-4、Ur-5、
表 2 来自普通菜豆抗锈病基因的 SCAR 引物序列
名称 基因 序列（5-3） 目的片段长度（bp） 参考文献
SK14 Ur-3 CCCGCTACACACCAATACCTG
620 ［2-4］
CCCGCTACACTTGATAAAATGTTAG
SA14 Ur-4 CTATCTGCCATTATCAACTCAAAC
1079/800 ［4-6］
GTGCTGGGAAACATTACCTATT
SI19 Ur-5 AATGCGGGAGATATTAAAAGGAAAG
460 ［7-9］
AATGCGGGAGTTCAATAGAAAAACC
SBC6 Ur-6 GAAGGCGAGAAGAAAAAGAAAAAT
308 ［4，10，11］
GAAGGCGAGAGCACCTAGCTGAAG
SAD12 Ur-7 AAGAGGGCGTGAGATCGTCG
537 ［12-14］
AAGAGGGCGTCTTGAAGGTT
SAE19 Ur-11 CAGTCCCTGACAACATAACACC
890 ［4，15，16］
CAGTCCCTAAAGTAGTTTGTCCCTA
UR11-GT2 Ur-11 CGCACTTAGGAGCACAAA
450 ［4，17］
TGGTGGGTCCCATATTTTG
KB126 Ur-13 GAATTCAACCTCGGCCACTACC
405/430 ［18］
TTAAACCTTCCGGAGGATTC
SF10 Ouro Negro GGAAGCTTGGTGAGCAAGGA
1072 ［4，19］
GGAAGCTTGGCTATGATGGT
SBA8 Ouro Negro CCACAGCCGACGGAGGAG
530 ［4，19］
　 　 GCCATGTTTTTTGTCCCC
Ur-6、Ur-7、Ur-11、Ur-13 和 Ouro Negro 的标记。
1.2 方法
1.2.1 DNA 的 提 取 及 浓 度 的 测 定 采 用 改 良 的
CTAB［2］法提取全基因组 DNA。对提取到的基因组
总 DNA， 采 用 1% 琼 脂 糖 凝 胶 和 ND-1000 核 酸 测
定仪（Nano Drop）测定其纯度和浓度，稀释到 25
ng/μL 用于 PCR 扩增。提取的基因组总 DNA 放 -20℃
冰箱备用。
1.2.2 PCR 扩增及产物检测 PCR 混合物反应体积
为 15 μL，扩增体系中包括 7.5 μL MIX（Thermo Fis-
her），100 mmol/μL 的引物（上海生工）各 0.06 μL，
25 ng/μL 的 DNA 模板 1.2 μL。采用 ABI Veriti 梯度
PCR 仪进行扩增，扩增程序视各引物而不同，扩增
产物放置 4℃冰箱备用。
PCR 产物在 1.5% 琼脂糖凝胶在缓冲液中电泳，
电泳指示剂溴酚蓝至凝胶的 2/3 处时停止电泳。取
出凝胶在凝胶成像仪（Bio-Rad Gel DocTM XR）下观
察照相，统计有扩增条带的材料序号。
2 结果
2.1 菜豆资源抗病性鉴定
10 个抗锈病基因引物组在 78 份菜豆资源中的
扩增结果（表 3）表明，6 个引物组（SK14、SBC6、
SAE19、UR11-GT2、SF10 和 SBA8）能够在参试资
源中得到差异性片段。SA14 与 KB126 标记在所有
材料中均扩增出无差异性条带，SI19 与 SAD12 标记
均无扩增带，这 4 个引物不能有效用于菜豆抗锈病
基因的标记，因此未列入统计。
6 对有效抗锈病基因引物组对参试资源的抗性
基因鉴定结果显示，8 份资源含有 SK14 标记，23
份资源含有 SBC6 标记，28 份资源含有 SAE19 标记，
5 份资源含有 UR11-GT2 标记，62 份资源含有 SF10
标记，76 份资源含有 SBA8 标记。其中，67 份参试
资源分别含有以上 2-6 个标记的扩增条带。
2.2 抗锈病基因Ur-3、Ur-6、Ur-11、Ouro Negro聚
合体资源的筛选
由表 3 得到的统计结果显示，有多个资源中存
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2013年第10期84
表 3 78 份材料 SCAR 标记鉴定结果
材料序号 SBA8 SK14 SBC6 SAE19 UR11-GT2 SF10 材料序号 SBA8 SK14 SBC6 SAE19 UR11-GT2 SF10
MAS79 + + - + + + MAS82 + - - + - +
MAS80 + + - + + + MAS85 + - - + - +
MAS81 + + - + + + MAS86 + - - + - +
MAS44 + + - + - + MAS77 - - - + - +
MAS43 + + - + - - MAS21 + - - + - -
MAS75 + + - + - + MAS58 + - - + - -
MAS76 + + - + - + MAS5 + - - - - +
MAS69 + + + + - + MAS6 + - - - - +
MAS52 + - + + - + MAS7 + - - - - +
MAS78 + - + + - + MAS8 + - - - - +
MAS83 + - + + - + MAS9 + - - - - +
MAS84 + - + + - + MAS11 + - - - - +
MAS56 + - + + - - MAS12 + - - - - +
MAS1 + - + - - - MAS14 + - - - - +
MAS3 + - + - - + MAS15 + - - - - +
MAS4 + - + - - + MAS17 + - - - - +
MAS10 + - + - - + MAS19 + - - - - +
MAS16 + - + - - + MAS20 + - - - - +
MAS18 + - + - - + MAS31 + - - - - +
MAS28 + - + - - + MAS42 + - - - - +
MAS29 + - + - - + MAS47 + - - - - +
MAS30 + - + - - - MAS60 + - - - - +
MAS32 + - + - - - MAS68 + - - - - +
MAS33 + - + - - + MAS70 + - - - - +
MAS49 + - + - - + MAS71 + - - - - +
MAS51 + - + - - + MAS72 + - - - - +
MAS54 + - + - - + MAS73 + - - - - +
MAS64 + - + - - + MAS87 + - - - - +
MAS65 + - + - - + MAS89 + - - - - +
MAS88 - - + - - + MAS90 + - - - - +
MAS2 + - - + - + MAS13 + - - - - -
MAS26 + - - + - + MAS22 + - - - - -
MAS36 + - - + - + MAS25 + - - - - -
MAS39 + - - + - + MAS34 + - - - - -
MAS48 + - - + - + MAS38 + - - - - -
MAS55 + - - + - + MAS40 + - - - - -
MAS57 + - - + - + MAS45 + - - - - -
MAS63 + - - + - + MAS59 + - - - - -
MAS74 + - - + - + MAS91 + - - - - -
+ ：有目标带 ；- ：无目标带
2013年第10期 85吴星波等 ：普通菜豆抗锈病基因 SCAR 标记鉴定
在着 2 个以上的抗锈病基因。引物 SBC6（Ur-6）在
24 份样品中的扩增结果（图 1）表明，5 号、6 号、8 号、
17 号、22 号和 23 号扩增出目标条带。引物 SF10
（Ouro Negro）在 24 份样品中的扩增结果（图 2）表明，
1 号和 2 号样品未扩增出目标条带。
的聚合，不仅可以提高作物的抗病广谱性，聚合的
抗病基因在作物各生长时期表达，更能提高其抗病
持久性。因此，培育多个抗病基因聚合的作物品种
已成为育种工作者的目标之一。
对照 6 个有效引物组在参试资源中的扩增条带
情况发现，各引物扩增效果不尽相同，同一引物在
不同资源间，不同引物在同一资源中的扩增效果均
有所差异。说明不同资源抗锈病基因的表达存在差
异，同一资源的不同抗锈病基因在抗病效果上作出
的贡献也不均等。
3 讨论
对于表型不同的抗病基因，可以通过不同病原
菌的接种与表型鉴定加以区别，但许多性状的表型
鉴定易受环境条件影响。同时，在 “gene-for-gene”［5］
理论体系下进行多个不同抗病基因的鉴定，鉴别工
作量大、耗时长，环境和操作的不稳定因素也会增
加误差。分子标记是抗病育种的辅助手段，通过分
子标记鉴定抗病基因的有无，简单快捷，可以缩短
抗病育种工作的周期，并能同时有效地对多个抗性
基因进行选择，并将之聚合于同一植株，以提高抗
性，拓宽抗谱，达到持久抗性的目的［6］。赵晓彦等［7］
利用 12 个菜豆品种评价了 7 个抗炭疽病基因，筛选
出 5 个可靠的菜豆抗炭疽病基因 SCAR 标记，并利
用这 5 个标记对 127 份普通菜豆抗炭疽病品种进行
了抗炭疽病分子标记鉴定，检测结果显示 45 份品种
含有 1-3 个 SCAR 标记。古瑜等［8］利用 5 个来自于
普通菜豆抗炭疽病基因 SCAR 标记，对 143 份荚用
菜豆资源进行 DNA 水平的鉴定，同时使用苗期接种
方法，验证了 143 份资源的抗病性。这些研究均证
明了分子标记辅助选择（MAS）可以成功地在作物
抗病基因鉴定中应用。
培育多个抗病基因聚合的作物品种是防治作物
病害，提高其抗病性的有效途径之一。本研究中使
用的引物 SF10 是抗锈病基因 Ouro Negro 的标记，与
Co-10（抗炭疽病标记）距离 12.3 cM［9］。已有研究
表明，利用 SF10 标记可以同时筛选含抗锈病基因
Ouro Negro 和抗炭疽病基因 Co-10 的品种［10］。因此，
本研究中鉴定得到的 62 份含 Ouro Negro 的菜豆资源，
是否为 Ouro Negro 与 Co-10 的多基因聚合体，有待
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 M 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
M：分子量标准 DL2000；1-24：1-24 号样品，其中 5 号、6 号、8 号、17 号、
22 号和 23 号扩增出目标条带
图 1 引物对 SBC6 在 24 个样品中的扩增结果
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 M13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
M ：分子量标准 DL2000 ；1-24 ：1-24 号样品，其中 1 号和 2 号
未扩增出目标条带
图 2 引物对 SF10 在 24 个样品中的扩增结果
统计表明，78 份普通菜豆参试资源中含 4 个抗
性 基 因 Ur-3+Ur-11+Ur-6+Ouro Negro 的 资 源 1 份 ：
MAS69； 含有 3 个抗性基因 Ur-3+Ur-11+Ouro Negro 的
资源 7 份 ：MAS43、MAS44、MAS75、MAS76、MA-
S79、MAS80 和 MAS81 ；含 有 3 个 抗 性 基 因 Ur-6+
Ur-11+Ouro Negro 的资源 5 份：MAS52、MAS56、MA-
S78、MAS83 和 MAS84 ；含 有 2 个 抗 性 基 因 Ur-6+
Ouro Negro 的资源 17 份：MAS1、MAS3、MAS4、MA-
S10、MAS16、MAS18、MAS28、MAS29、MAS30、
MAS32、MAS33、MAS49、MAS51、MAS54、MAS64、
MAS65 和 MAS88 ；含 有 2 个 抗 性 基 因 Ur-11+Ouro
Negro 的资源 15 份 ：MAS2、MAS21、MAS26、MAS-
36、MAS39、MAS48、MAS55、MAS57、MAS58、MA-
S63、MAS74、MAS77、MAS82、MAS8 和 MAS86。
多个抗锈病基因在参试菜豆资源中的存在，可
能是因为经过数代有目的地杂交、复交，从而导致
多个抗病基因在同一个体中积累。作物中抗病基因
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2013年第10期86
近一步深入鉴定。在小麦中，实现不同抗性基因的
聚合已成为可能，曾祥艳等［11，12］利用 STS 和 SCAR
标记，对兼抗白粉病、黄矮病的小麦种质进行了检测，
并成功选育到兼抗白粉病、黄矮病及条锈病的小麦
新种质，为利用分子标记选育多基因聚合的优良种
质提供了思路和方法。
目前，关于普通菜豆抗炭疽病的相关研究较
多，应用分子标记对普通菜豆抗炭疽病基因的鉴定
以及定位都有相关的报道，研究较为深入，而对菜
豆其他病害则研究较少。普通菜豆其他主要病害有
菜豆锈病（Rust）、菜豆花叶病毒病（Bean Common
Mosaic）、菜豆黄花叶病毒病（Bean Golden Mosaic）、
菜豆细菌疫病（Bacterial Blight）、菜豆角斑病（Angular
leaf spot）等，这些病害的抗病基因都已经有分子标
记报道。因此，如何利用分子标记与传统鉴定方法
相结合的手段，选育抗病基因聚合的优质菜豆品种，
将是菜豆育种的发展趋势。
4 结论
本研究筛选出 6 个能够有效用于鉴定菜豆抗锈
病基因的标记，明确了 78 份参试菜豆资源所含的抗
锈病基因类型。含有多个抗锈病基因的菜豆资源较
为常见。
参 考 文 献
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（责任编辑 狄艳红）