全 文 ：文章编号 :100028551 (2007) 022144204
番木瓜抗 PRSV 突变体的抗病性遗传分析
黄建昌　肖　艳
(仲恺农业技术学院农业与园林学院 ,广东 广州　510225)
摘 　要 :人工接种 PRSV 病毒 Ys、Vb 和 Sm 3 个株系 ,分析了番木瓜抗病突变体岭抗 1 号 (LK21) 和美中红
(MZH)的杂交后代的抗病性遗传特性 , 结果表明 , F2 代对 PRSV Ys 和 Vb 株系的抗病表现为由一对基
因控制的质量性状遗传 ,感抗分离比例为 3∶1 ,BC1 代感抗分离比例为 1∶1 ,抗病为隐性 ,感病为显性 ,表
明岭抗 1 号具对 PRSV 株系专化性的隐性抗病基因 , 将该隐性抗病基因暂命名为 rys 基因。
关键词 :番木瓜 ; PRSV ; 抗病遗传
HEREDITY ANALYSIS OF A NATURAL MUTANT OF PAPAYA RESISTANT TO PRSV
HUANGJian2chang 　XIAO Yan
( College of Agriculture and Garden , Zhongkai University of Agricultural and Technology , Guangzhou , Guangdong 　510225)
Abstract :The resistant heredity of papaya was analysed by artificial inoculation with PRSV Ys , Vb and Sm strains. The
results showed that the segregation ratio of resistant and susceptible plants in the F2 population derived from the cross of
Lingkang No. 1 (LK21) ,a natural mutant of resistance and Meizhonghong (MZH , susceptible) as maternal parents fitted the
theoretical value of 3∶11 The segregation ratio in the backcross population of F1 ×LK21 fitted the theoretical value of 1∶11 The
results suggested that LK21 might have a single recessive gene resistant to PRSV Ys and Vb , which was temporarily named as
rys gene. The results indicated that LK21 had the specialized resistance to PRSV Ys and Vb strains.
Key words :papaya ; PRSV ; resistant heredity
收稿日期 :2006206220
基金项目 :广东省科技计划项目 (2002A208010201)
作者简介 :黄建昌 (19632) ,男 ,江西瑞金人 ,教授 ,从事园艺植物遗传育种研究 ,E2mail :huangjc @zhku. edu. cn　　番木瓜环斑型花叶病毒病 (papaya ringspot virus ,PRSV)是番木瓜 ( Carica papaya L. ) 生产中的最主要的病害[1 ] ,栽培上尚无有效防控措施 ,因此培育抗病品种是防治番木瓜 PRSV 最为经济有效的措施。相关研究结果[2 ] 表明 ,番木瓜野生近缘种对 PRSV 的抗性由一个显性基因控制 ,但由于其抗病基因与栽培品种杂交不亲和 ,栽培品种 (类型) 对 PRSV 有一定的抗性为多基因控制的数量性状。周国辉等[3 ]通过辐射获得的抗病变异为显性单基因控制。国外曾选育出耐病类型 ,但未作进一步遗传分析[4 ] 。栽培品种中由少数基因控制的抗 PRSV 性状及其抗病遗传研究方面还未见报道。通过人工选择 ,我们获得了抗 PRSV 突变体岭抗 1 号 (本文简写为 LK21) 。本研究通过 LK21 与感病的美中红 (MZH)杂交获得 F2 代群体 ,分析抗 PRSV 性状的遗传表现及其与其他经济性状的相关遗传 ,为抗 PRSV基因的定位、转育等进一步利用提供相关理论依据。1 　材料与方法111 　材料番木瓜品种LK21、广州岭南种 (LN2G) 和惠州岭南种 (LN2H)保存在本校教学农场 ,MZH 购自广州市果树科学研究所 ,PRSV 指示植物西葫芦 ( Cacubita pepo L. )购自广州市蔬菜研究所。PRSV 病毒 Ys、Vb、Sm 3 个株系由华南农业大学植物病毒研究室提供。
441　 核 农 学 报　2007 ,21 (2) :144～147Journal of Nuclear Agricultural Sciences
112 　方法
杂交处理以 LK21 雌株为母本 ,MZH 两性株作为
父本 ,反交时用 LK21 两性株作父本 ,MZH 雌株作母
本 ,以LK21 两性株作回交亲本。F1 代、F2 代和 BC1 代
的种子 28 ℃下催芽培养 10d ,萌动后播种到防虫网室
内 ,常规管理。
PRSV 病毒接种参照孙广宇等[5 ] 所述的摩擦接种
法。相关经济指标的测定参照沈德绪等[6 ]所述方法进
行。
2 　结果与分析
211 　LK21 的选择经过及其主要经济性状表现
1999年冬 ,作者在惠州市进行果树资源调查时 ,
发现当地种植的岭南种番木瓜中有一株两性株种植 4
年仍未表现明显花叶症状 ,而周围其他番木瓜植株则
有不同程度的花叶症状表现 ,甚至因感染 PRSV 而死
亡。在母本单株的新叶上接种 PRSV2Ys 病毒株系后仍
不表现 PRSV 病症 ,取接种后长出的新叶回接西葫芦
也不能使之发病。取其侧芽进行组织培养 ,育出无性
苗 16 株 ,经接种 PRSV2Ys 病毒株系也未表现 PRSV 病
症。结合其它环境因素 ,分析该单株及其后代具较强
的抗 PRSV 性能 ,经鉴定为抗 PRSV 自然变异 (暂定名
为岭抗 1 号 ,LK21) 。
比较LK21 与LN2H和 LN2G的主要经济性状表现
可以看出 (表 1) ,3 个品种主要经济性状无明显差别 ,
LK21 基本上保持了岭南种丰产性能好、结果能力强的
特征 ,果实较大 ,品质中上 ,但抗 PRSV 特性明显。
表 1 　LK21 的主要经济性状表现比较
Table 1 　The main economical characters of LK21
品种
variety
调查株数
tested Plant
单株果数
fruit number
per tree
平均单果重
fruit weight
(kg)
T. S. S. 含量
T. S. S. content
( %)
全糖含量
sugar
content ( %)
含酸量
acid
content ( %)
Vc 含量
vitamin C
content (mgΠ100g)
LK21 20 1012 ±316 1159 ±0161 1016 ±017 9139 ±015 0184 ±013 5917 ±713
LN2H 20 1019 ±211 1165 ±0158 1017 ±114 9181 ±018 0192 ±015 6114 ±812
LN2G 20 1216 ±416 1185 ±1152 1011 ±111 9117 ±014 0188 ±016 5715 ±511
注 :表中 T. S. S. 为可溶性固形物。表 7 同。
Note : T. S. S. means total soluble solid ,the same as Table 71
212 　LK21 的抗病性与性别基因的连锁关系
番木瓜是三型亚雌雄异株果树 ,有雌株、雄性及两
性株 ,株性由三个等位基因控制[7 ] 。种植在田间的 F2
代 (接种 PRSV2Ys 株系) 110 株 ,其中两性株 43 株 ,雌株
65 株 ,雄株 2 株。分析群体的抗感分离结果 (表 2) 表
明 ,不论是两性株、雄株还是雌株 ,均有单株表现出抗
病性 ,其抗病性不随性别的变化而变化 ,说明 LK21 的
抗病基因与性别基因不存在连锁关系。
表 2 　LK21 的抗病性在不同株性植株间的分离
Table 2 　Segregation of resistance to PRSV among
the different population
杂交组合
hybridized
combination
雌株
No. of female plant
两性株
No. of
hermaphroditic plant
雄株
No. of
male plant
R S R S R S
LK21 ×MZH 15 17 2 20 1 1
MZH×LK21 7 26 10 11 0 0
注 :表中 S为感病 ,R 为抗病 , 表 3 至表 7 同。
Note : S means susceptible , R means resistant , the same as Table 3 to 71
213 　LK21 的抗病性遗传 21311 　F2 代的抗病性遗传 　抗感分离结果 (表 3) 表明 , F1 代接种 PRSV2Ys 和 PRSV2Vb 后都表现为感病 ,F2 代则发生抗感分离。感病植株出现明显病症。抗病植株无症状出现 ,回接西葫芦小苗 ,也不能使之发病 ,表明未显症状的抗病植株中不含 PRSV2Ys 和PRSV2Vb 病毒。F2 代感抗分离比例符合 3 :1 ,且正反交结果基本一致 ,表明LK21 的抗病性为细胞核内遗传物质控制的遗传性状 ,而不受细胞质遗传的影响。3个 PRSV 株系中 ,Sm 株系病毒最强 ,运转最快 ,但发生较少。F1 、F2 代接种 PRSV2Sm 株系后的抗感表现结果表明 , F1 代接种 PRSV2Sm 株系后都表现为感病 ,F2 代未发现有完全不出现症状的单株 ,因此可推断 LK21 的抗病性有一定的专化性。21312 　BC1 代接种 PRSV 后的抗病性 　BC1 接种PRSV2Ys 和 PRSV2Vb 株系后的抗病性分离结果 (表 4)表明 ,BC1 代接种 PRSV2Ys 株系后则发生抗感分离 , X2测验抗感分离比例符合 1∶1。
541　2 期 番木瓜抗 PRSV 突变体的抗病性遗传分析
表 3 　F2 代接种 PRSV 后抗病性的分离
Table 3 　Segregation of resistance to PRSV
in the F2 population
杂交组合
hybridized
combination
PRSV
F1 抗病性
F1
resistance
F2 植株数 (株)
No. of F2 plant
R S
X2
(1 :3)
LK21 ×MZH Ys S 28 58 21232 ≤0105
Vb S 17 65 01586 ≤0105
Sm S 0 25 41813 ≥0105
MZH×LK21 Ys S 27 53 21817 ≤0105
Vb S 20 45 01867 ≤0105
Sm S 0 25 71053 ≥0105
注 :自由度 (df) = 1 , X20105 = 3184 。下表同。
Note : df = 1 , X20105 = 3184。The same as following tables.
表 4 　BC1 代接种 PRSV 后的抗病性分离
Table 4 　Segregation of resistance to PRSV
in the BC1 population
杂交组合
hybridized
combination
PRSV
F1 抗病性
F1
resistance
BC1 植株数
No. of BC1 plant
R S
X2
(1 :1)
LK21 ×MZH Ys S 15 25 11600 ≤0105
Vb S 15 23 11289 ≤0105
MZH×LK21 Ys S 18 25 01837 ≤0105
Vb S 13 20 11091 ≤0105
21313 　F3 代接种 PRSV 后的抗病性 　从 F2 代群体中
随机选择表现为抗病和非抗病的各 10 个单株 (两性株
自交)分别取种 ,每单株分别播种育苗 30～50 株 ,接种
PRSV2 Ys 和 PRSV2 Vb 株系结果 (表 5)表明 ,F2 代表现
为抗病的单株后代均表现为抗病 ,而表现为感病的单
株后代 ,一部分抗病性出现分离 ,一部分则全部表现为
感病。这进一步说明 LK21 的抗病性是受单个基因控
制的 ,抗病为隐性 ,感病为显性 ,本文将该基因暂命名
为 rys。
表 5 　F3 接种 PRSV 后抗病性的分离
Table 5 　Segregation of resistance to PRSV
in the F3 population
PRSV
杂交组合
hybridized
combination
F2 抗病性
F2
resistance
F3 代抗病性的分离
resistance
segregation of F3
R S
X2
(1 :3)
Ys LK21 ×MZH R 15 0 2 2
S 0 29 2 2
S 5 12 01019 ≤0105
Vb LK21 ×MZH R 17 0 2 2
S 0 26 2 2
S 4 13 01019 ≤0105
214 　抗病性与其他主要经济性状的相关性
从表 6 中可以看出 ,抗病单株的单果重普遍高于
双亲平均值 ,感病单株的单果重普遍低于抗病单株的
单果重 ,抗病单株的单果重明显偏向于LK21 的大果表
现 ,反交也得到相同结果 ,抗病性与单果重之间有显著
的相关性 ( R = 0190133 ) 。F2 代抗病单株的丰产性表现
与非抗病单株的丰产性具较明显差异 ,感病单株的丰
产性较非抗病单株的丰产性好 ,抗病性与丰产性之间
也有显著的相关性 ( R = 0189333 ) 。
表 6 　抗病性与丰产性和植株高度的相关性表现
Table 6 　The corelation between fruit output , plant high and resistance to PRSV
杂交组合
hybridized combination
单果重 wight per fruit (kg) 单株产量 yield per plant (kg) 植株高度 plant high(m)
R S R S R S
LK21 ×MZH 1104 ±016 0175 ±015 613 ±215 416 ±317 1140 ±016 1167 ±018
MZH×LK21 0186 ±016 0168 ±014 713 ±118 414 ±216 1141 ±017 1163 ±019
　　F2 代抗病单株的植株高度普遍低于双亲平均值 ,
抗病单株的植株高度表现与非抗病单株有明显差异 ,
抗病性与植株高度之间表现出显著的相关性 ( R =
0187633) ,表明LK21 的抗病基因于与控制植株高度的 基因的相关基因存在相关关系。糖酸含量是反映果实品质的重要指标。从表 7 中可以看出 ,抗病植株和感病植株的糖酸含量的变化基本一致 ,表明抗病性与糖酸含量的相关性不明显。
表 7 　抗病性与果实品质的相关性表现
Table 7 　The corelation between fruit quality and resistance to PRSV
杂交组合
hybridized combination
T. S. S. 含量 T. S. S. content ( %) 全糖含量 sugar content ( %) 含酸量 acid content ( %)
R S R S R S
LK21 ×MZH 1019 ±014 1112 ±014 9160 ±014 10129 ±014 0182 ±014 0186 ±015
MZH×LK21 1018 ±017 1113 ±018 10101 ±015 10118 ±015 0180 ±014 0185 ±013
641 核　农　学　报 21 卷
3 　讨论
LK21 的抗病表现为隐性 ,感病为显性 ,单基因控
制的质量性状遗传 ,这是番木瓜栽培种中所报道的第
1 个隐性单基因控制的抗 PRSV 基因 ,本文将该基因暂
命名为 rys 基因。一般认为番木瓜栽培品种对 PRSV
的抗性为多基因性状 ,由复杂的基因控制 ,为数量遗传
模式[2 ,8 ] 。周国辉等[3 ] 通过辐射获得的抗病变异抗
PRSV 基因为显性单基因控制 ,这表明番木瓜对 PRSV
的抗病性既有复杂的多基因控制的数量性状遗传模
式 ,也有单基因控制的质量性状遗传模式 ,单基因控制
的质量性状既有显性遗传模式 ,又有隐性遗传模式 ,这
充分反映了番木瓜栽培品种对 PRSV 的抗性的复杂机
制。本试验结果表明 ,果实大小、糖酸含量及丰产性等
经济性状表现为典型的数量性状特征 ,这与相关实验
结果[9 ,10 ]相似 ,Escudero 等[11 ]分析了 3 个番木瓜品种的
抗病性与产量的基因型 ,认为丰产优质品种的抗病性
普遍较差。本试验结果表明 ,抗病性与大果型特性、植
株高度之间存在连锁关系 ,而抗病性与果肉颜色及糖
酸含量两个性状之间不存在连锁关系。
F2 代群体中抗病单株对 PRSV2Ys 和 PRSV2Vb 2 个
株系具高度抗性 ,但未发现有完全抗 PRSV2Sm 的单
株 ,推断LK21 抗病性具有一定的病毒株系专化性。考
虑到 PRSV2Sm 的致病力远比 PRSV2Ys 和 PRSV2Vb 强
的实际情况 ,因此 ,出现这种现象也可能与 PRSV2Sm
的强致病力有关。在华南地区 PRSV2Ys 是优势株系 ,
PRSV2Sm 发生少。生产上只要对优势株系进行了有效
的防治 ,基本上可以保证番木瓜的抗病生产 ,因此 LK2
1 的抗病性具有很高的实际应用价值。本研究在分析
LK21 抗病性遗传规律的基础上 ,已用 LK21 与其他优
良品种杂交 ,将其抗病基因与优良品种相结合 ,构建抗
病番木瓜种质群体 ,为进一步选育高抗优质番木瓜新
品种奠定了基础。目前 ,选育的抗病、植株矮化、小果
丰产型的番木瓜新类型正在中试 ,表现良好 ,可望成为
高抗优质番木瓜新品种。
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