全 文 ：园 艺 学 报 2010，37（7）：1079–1084
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期：2010–03–29；修回日期：2010–06–25
基金项目：北京市自然科学基金项目（5052012，6092008）；国家自然科学基金项目（30871720）；‘十一五’国家科技支撑计划重点项
目（2009BADB8B00）
﹡ 通信作者 Author for correspondence（E-mail：wangjianshe@nercv.org）
甜瓜高代自交系4G21抗蔓枯病基因的分子定位
哈矿武 1,2，张慧玲 1,2，柳剑丽 1,2，刘 萍 2，王建设 1,*
（1国家蔬菜工程技术研究中心，北京 100097；2宁夏大学农学院，银川 750021）
摘 要：以甜瓜杂交组合 4G21 × 3A832的 F1、F3家系、BCs和 BCr及其双亲为材料，分析了甜瓜蔓
枯病抗源 4G21 的抗性遗传规律。结果表明：F1抗性水平低于抗病亲本，说明抗病基因在 F1表现为不完
全显性；BCs抗感分离比为 1∶1，F3家系抗感分离比为 3∶1，说明抗源 4G21对蔓枯病的抗性由一对不完
全显性基因控制。将该基因命名为 Sb-x，定位于甜瓜基因组分子图谱 LG1 连锁群上，与其两侧的 SRAP
标记位点 me45em42-4、me45em2-3、me45em2-4和 me3em42-4、me3em42-3紧密连锁，其遗传距离分别
为 2 cM和 3 cM。
关键词：甜瓜；蔓枯病；抗病基因；分子定位
中图分类号：S 652 文献标识码：A 文章编号：0513-353X（2010）07-1079-06

Molecular Location of Didymella bryoniae Resistant Gene Carried by 4G21
on Cucumis melo L.
HA Kuang-wu1,2，ZHANG Hui-ling1,2，LIU Jian-li1,2，LIU Ping2，and WANG Jian-she1,*
（1National Engineering Research Center for Vegetables，Beijing 100097，China；2Agronomy College，Ningxia University，
Yinchuan 750021，China）
Abstract：Genetic analysis of resistance for anti-source 4G21 to Didymella bryoniae（Auersw.）on
Cucumis melo L. was studied，using six generation population F1，F3，BCs、BCr and parents from a cross
between a resistant variety 4G21（C. var. chinensis）and a susceptible variety 3A832（C. melo var.
saccherinus）. The results showed that：Resistance level of population F1 was slightly lower than that of
parent 4G21，it illustrated that disease resistance gene represented as incomplete dominant gene in
generation population F1. The segregation ratio of resistant-susceptible was 1:1 in BCs，and 3:1 in F3
genealogy. The results implied that disease resistance was governed by a single incomplete dominant
gene，named as Sb-x，it was located on linkage group LG1 of molecular map on melon，and closely linked
with both sides of the SRAP marker loci of me45em42-4，me45em2-3，me45em2-4 and me3em42-4，
me3em42-3，the genetic distances were 2 cM and 3 cM respectively.
Key words：Cucumis melo L.；Didymella bryoniae；disease resistance gene；molecular location

蔓枯病[Didymella bryoniae（Auersw.）Rehm]是世界性的甜瓜土传病害。在我国无论是露地栽
培的西北厚皮甜瓜产区，还是日光温室或大棚栽培的东移厚皮甜瓜产区，蔓枯病均普遍发生。国际

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上最早发掘和利用的抗源为 PI 140471，其抗性由单个显性基因控制，目前所释放抗病品种的抗性均
来源于该抗源（Prasad & Norton，1967；Norton，1971，1972；Norton et al.，1985，1989）。为了解
决抗源单一以及因环境变化和病原菌差异所引起的抗性不足的问题（Takada et al.，1980），近年来
先后鉴定了不少抗源（Zhang et al.，1997；Zuniga et al.，1999；Wako et al.，2002；Wolukau，2007），
开始系统性地研究抗源的抗性遗传规律和抗病基因间的等位性关系（Frantz & Jahn，2004），并寻找
与抗源基因连锁的分子标记（Wolukau，2007；张永兵，2007）。
中国薄皮甜瓜高代自交系 4G21高抗蔓枯病。作者以杂交组合 4G21 × 3A832的 104个 F2单株
为作图群体，构建了一张由 155个 SRAP、48个 SSR和 82个 TeRAP标记位点组成的中国甜瓜基因
组分子图谱（柳剑丽，2007；王建设 等，2007）。本研究在以往的工作基础上，以该杂交组合的 F1、
F3家系、BCs、BCr及其双亲为材料分析了抗源 4G21的抗性遗传规律，借助已构建的甜瓜基因组分
子图谱定位 4G21携带的蔓枯病抗性基因，以期为我国甜瓜抗蔓枯病分子育种奠定基础。
1 材料与方法
高代自交系母本 4G21：高抗蔓枯病，属于东亚薄皮甜瓜次生起源中心；父本 3A832：高感蔓枯
病，属于西亚厚皮甜瓜次生起源中心。以杂交组合 4G21 × 3A832的 104个 F2单株自交产生的 F3家
系及其双亲、F1、BCs和 BCr为材料，进行抗性鉴定，分析抗源基因的抗性遗传规律。
2007年 3月，在国家蔬菜工程技术研究中心北京四季青农场大棚内，将发芽后种子播种于营养
钵（P1、P2和 F1各 30株；BCs和 BCr各 60株；104个 F3家系抗性鉴定重复 3次，每个处理 30株），
待生长至 3 ~ 5叶时取大小相近的叶片进行离体接种鉴定。培养皿放两层滤纸加水保湿，将叶片置
于培养皿，在叶片中部加 10 µL分生孢子悬浮液（孢子浓度为 1 × 106个· mL-1），用 Parafilm膜密封，
置于生长箱，在 28 ℃，16 h/8 h光暗条件下诱导发病。待感病亲本完全发病后按 van der Meer等
（1978）提出的“分级标准”统计发病情况（0 级：免疫；1 级：高抗，病斑占整个叶面积 11%以
下；3级：抗病，病斑占整个叶面积 12% ~ 33%；5级：中抗，病斑占整个叶面积 34% ~ 55%；7级：
感病，病斑占整个叶面积 56% ~ 77%；9级：高感，病斑占整个叶面积 78%以上）。
χ2测验分析 F3家系抗感分离比例。以 F3家系抗性的表现型推测 F2单株抗性的基因型。再将 F2
抗性的基因型输入到 JoinMap 3.0 作图软件中，结合本研究室甜瓜基因组分子图谱构建的标记基因
型数据（189个 SRAP、53个 SSR、89个 TeRAP标记）（柳剑丽，2007），对抗源 4G21携带的蔓枯
病抗性基因进行分子定位。
2 结果与分析
2.1 抗源 4G21的抗性遗传分析
从表 1看出：F1抗性水平略低于抗病亲本，病情为 3级，表现抗病，表明抗病基因在 F1表现为
不完全显性。F1抗性表现结果得到回交世代和 F3家系抗性分析结果的证实。在 F1与感病亲本的回
交世代，抗病植株的病情为 3级，感病植株的病情为 9级，抗感分离比为 1︰1（χ2 = 0.27）；在 F1
与抗病亲本的回交世代，一部分植株的病情分级指数为 1，其抗性水平与抗病亲本相当，表现高抗，
而另一部分植株的病情为 3级，其抗性水平与 F1相当，略低于抗病亲本，而表现抗病；F3家系抗感
分离比为 3︰1（χ2 = 0.35），χ2测验均达到了显著水平（χ20.05,1 = 3.84），说明抗源 4G21对蔓枯病的
抗性由一对不完全显性基因控制。
7期 哈矿武等：甜瓜高代自交系 4G21抗蔓枯病基因的分子定位 1081

表 1 甜瓜蔓枯病的抗性遗传分析
Table 1 Inheritance for disease resistance to Didymella bryoniae（Auersw.）Rehm on C. melo L.
株数 Number χ2 亲本或杂交组合
Parent or cross I HR R MR S HS
分离比
Segragation ratio 数值 Value 概率 Prob
3A832 (P2) 0 0 0 0 30
4G21 (P1) 0 30 0 0 0 0
4G21/3A832 (F1) 0 0 30 0 0 0
F3 0 26 55 23 3R:1S 0.35 0.75 ~ 0.50
BCs (F1 × P2) 32 27 1R:1S 0.27 0.75 ~ 0.50
BCr (F1 × P1) 33 27
注：I，免疫；HR，高抗；R，抗病；MR，中抗；S，感病；HS，高感。
Note：I，HR，R，MR，S and HS represent immune，highly resistant，resistance，medium resistant，susceptible and highly susceptible
respectively.
2.2 抗源 4G21携带的抗病基因的分子定位
以 F3各家系抗性的表现型推测 F2各单株抗性的基因型，将 F2各单株抗性的基因型转换成抗性
的标记基因型（表 2），再将 F2各单株抗性的标记基因型输入到 JoinMap 3.0遗传作图软件中，结合
本研究室构建甜瓜基因组分子图谱的标记基因型数据定位抗源基因结果，将 4G21 携带的蔓枯病抗
病基因位点 Sb-x定位于 LG1连锁群上（图 1）。

表 2 F3家系蔓枯病抗性表现型和 F2群体抗性基因型与标记基因型
Table 2 Resistance phenotype to Didymella bryoniae on F3 geneanlogy and resistance
genotype and marker genotype on F2 population
编号
No.
F3 表
现型
P
F2基
因型
G
F2 标记
基因型
M G
编号
No.
F3 表
现型
P
F2基
因型
G
F2标记
基因型
M G
编号
No.
F3表
现型
P
F2 基
因型
G
F2标记
基因型
M G
1 R Rr a 36 R Rr a 71 HR RR a
2 HR RR a 37 R Rr a 72 R Rr a
3 HS rr b 38 R Rr a 73 HR RR a
4 R Rr a 39 R Rr a 74 R Rr a
5 HR RR a 40 R Rr a 75 HS rr b
6 R Rr a 41 R Rr a 76 R Rr a
7 R Rr a 42 HS rr b 77 HS rr b
8 HR RR a 43 R Rr a 78 HR RR a
9 HR RR a 44 HS rr b 79 HR RR a
10 HR RR a 45 HR RR a 80 R Rr a
11 HS rr b 46 HS rr b 81 R Rr a
12 HS rr b 47 HR RR a 82 R Rr a
13 R Rr a 48 HS rr b 83 R Rr a
14 HR RR a 49 HR RR a 84 HR RR a
15 R Rr a 50 R Rr a 85 HR RR a
16 R Rr a 51 HS rr b 86 HS rr b
17 R Rr a 52 R Rr a 87 HR RR a
18 R Rr a 53 HR RR a 88 R Rr a
19 R Rr a 54 HR RR a 89 R Rr a
20 R Rr a 55 HS rr b 90 R Rr a
21 R Rr a 56 R Rr a 91 R Rr a
22 HS rr b 57 R Rr a 92 HS rr b
23 HR RR a 58 R Rr a 93 HS rr b
24 HS rr b 59 HR RR a 94 R Rr a
25 HS rr b 60 HR RR a 95 R Rr a
26 HR RR a 61 R Rr a 96 HS rr b
27 HR RR a 62 R Rr a 97 R Rr a
28 R Rr a 63 R Rr a 98 HS rr b
29 R Rr a 64 HS rr b 99 R Rr a
30 R Rr a 65 HR RR a 100 R Rr a

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续表 2
编号
No.
F3 表
现型
P
F2基
因型
G
F2标记
基因型
M G
编号
No.
F3 表
现 型
P
F2基
因型
G
F2标记
基因型
M G
编号
No.
F3表
现型
P
F2 基
因型
G
F2标记
基因型
M G
31 R Rr a 66 R Rr a 101 R Rr a
32 R Rr a 67 HR RR a 102 HS rr b
33 R Rr a 68 R Rr a 103 R Rr a
34 HR RR a 69 HS rr b 104 R Rr a
35 HS rr b 70 R Rr a
注：（1）P, 表现型；G，基因型；MG，标记基因型。（2）HR，高抗；R，抗病；HS，高感。（3）R，r 代表等位基因；RR，rr 和 Rr
分别表示抗性位点为显性纯合、隐性纯合及杂合状态。（4）a，b为输入软件的标记基因型，a代表抗病，b代表感病。
Note：（1）P，G，and MG represented phenotype, genotype and marker genotype respectively.（2）HR，R，and HS represented highly resistant，
resistant and highly susceptible respectively.（3）R and r represented alleles mutually. RR，rr and Rr represented homozygous dominant，homozygous
recessive and heterozygous resistance loci respectively. (4) a and b，Inputed marker genotype of the software，represented resistant and susceptible
respectively.

图 1 甜瓜蔓枯病抗源 4G21携带的抗性基因 Sb-x的分子定位
Fig. 1 Molecular location of disease resistance gene Sb-x carried by 4G21 to Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm on melon
7期 哈矿武等：甜瓜高代自交系 4G21抗蔓枯病基因的分子定位 1083

从图 1看出，蔓枯病抗性基因位点 Sb-x一侧与标记位点 me45em42-4、me45em2-3、me45em2-4
紧密连锁，其连锁遗传距离为 2 cM；另一侧与标记位点 me3em42-4、me3em42-3紧密连锁，其连锁
遗传距离为 3 cM。
3 讨论
由于连作重茬，蔓枯病逐渐成为重要的甜瓜土传病害之一。在病原方面，国外学者展开了深入
的研究，迄今，既没有发现不同葫芦科植物蔓枯病菌存在“种”的专化性，也没有发现同种葫芦科
植物存在“小种”分化（Keinath et al.，1995）。在抗源抗性遗传规律研究方面，报道不多。PI 140471
携带显性单基因 Mc-1（Prasad & Norton，1967）。C-1和 C-8携带独立于 PI 140471的一个中抗显性
基因 Mc-2（Prasad & Norton，1967）。PI 157082和 PI 511890均携带显性单基因，而 PI 482399携
带隐性单基因（Zuniga et al.，1999；Frantz & Jahn，2004）。PI 482398携带显性单基因（Frantz & Jahn，
2004）。PI 140471、PI 157082、PI 511890、PI 482398和 PI 482399携带的抗病基因分别被重新命名
为 Gsb-1、Gsb-2、Gsb-3、Gsb-4和 gsb-5，而且这 5个基因是相互独立的（Frantz & Jahn，2004）。
Jmu-15携带一对不完全显性抗病基因（Wako et al.，2002）。PI 156076、PI 420145和 PI 323498均携
带显性单基因（Wolukau，2007），但这 4个抗源所携带的抗病基因与上述 5个抗病基因的等位性关
系尚未确立。本文中分析的抗源 4G21 所携带的抗病基因与上述 5 个抗病基因的等位性关系有待进
一步研究。
在抗源基因的分子标记方面，张永兵（2007）找到了与蔓枯病抗源基因 Gsb-2（PI 157082）连
锁的 1个 SSR标记 CMTC 160a + b220和 1个 ISSR标记 ISSR-57560，其与抗源基因位点的遗传连锁
距离分别为 26.4 cM和 11.3 cM。Wolukau（2007）以蔓枯病抗源 PI 420145为材料，找到了与抗源
基因位点连锁的 4个 AFLP标记 E-TG/M-CTC200、E-AT/M-CTG90、E-TC/M-CAG60和 E-TG/M-
CTA70，其与抗源基因位点的遗传距离分别为 2.0、6.0、5.4和 6.0 cM。
作者借助已构建的甜瓜基因组分子图谱（柳剑丽，2007；王建设 等，2007），将抗源 4G21 携
带的抗病基因位点 Sb-x 定位于 LG1 连锁群上。下一步期望将侧翼标记被转化为 SCAR 标记，为甜
瓜蔓枯病抗病基因 Sb-x的分子标记高效辅助选择和图位克隆研究奠定基础。

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