全 文 ：园 艺 学 报 , 一
甜瓜抗蔓枯病种质资源的筛选及 分析
周晓慧‘ , ‘ , 李 英‘ , 张永兵 ’
,
,
, 吴明珠 , 陈劲枫‘
’
’作物遗传与种质创新国家重点实验室 , 南京农业大学园艺学院 , 南京 ’ 新疆农业科学院哈密瓜研究中心 ,
乌鲁木齐 侧
摘 要 采用甜瓜蔓枯病病菌抱子悬浮液对 份甜瓜种质资源进行苗期人工接种鉴定 , 发现 份材
料表现抗病 , 份材料表现感病 。 用 标记对抗性表现最优的 份材料进行分析 , 个引物共扩增
出 条多态性条带 , 平均每个引物为 条 。 多样性指数和 ’ 基因多样性指数分别为
和 , 表明这些抗源材料遗传差异较大 。 聚类分析将这 份抗性种质明显划为普通型和野生
型两大类 , 种质间还表现出一定的地域特性 。
关键词 甜瓜 蔓枯病 抗性 遗传多样性
中图分类号 文献标识码 文章编号 一 一 一
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,
甜瓜 蔓枯病由 刀 , 引起
, 是一种严重的全球
性真菌性病害 , 除危害甜瓜外 , 还侵染黄瓜
、 西瓜 、 南瓜和西葫芦等 , 造成不 同程度的减产
, 。 目前控制甜瓜蔓枯病的主要措施是化学防治 , 然而由于病原菌的抗药性以
及环境污染等问题 , 化学防治的局限性 日益突出 , 选育和利用抗病品种是控制蔓枯病最根本有效的手
段 。
国际上最早发掘的甜瓜蔓枯病抗性资源为 , 其抗性 由一对显性基因控制 , 目前所释放
收稿 日期 一 一 修回日期 一 一
基金项目 国家高技术研究发展计划专项经费资助项 目 《只 江苏省 自然科学基金项 目
通讯作者 一
园 艺 学 报 卷
的抗病品种抗性均来源于该抗源 。 但来源于该抗源的抗性基因并不能提供足够持久的抗病性
, , 。 美国康乃尔大学 和 筛选与鉴定出分别含
个抗性基因的抗源材料
、 、 、 和 , 但这些材料在
不同地方的表现还不了解 。
因分离菌种与环境条件的不同 , 同一抗性材料的抗性表现也可能不同 曾发现抗
源材料 对一个 日本分离菌种不表现抗性 。 迄今对中国甜瓜抗病育种有重要价值的种质资源
主要来源于引进的国外野生种质 尹文山和吴明珠 , , 我国尚缺乏对甜瓜蔓枯病抗性资源的系
统筛选 、 鉴定与利用 。 因此 , 本研究对各种甜瓜种质资源的蔓枯病抗性进行系统评价 , 并在此基础上
对筛选出的 份抗性最优的材料进行遗传多样性分析 , 旨在为抗蔓枯病育种的亲本选择选配
、 抗性
遗传改良等提供参考 。
材料与方法
供试材料
收集的 份种质材料见表 , 包括野生种
、
地方品种和商品种等 。 份野生材料为
、
一 、 、 料
、 、 一和 一 份已知的普通甜瓜抗性材料为
、
、 、 、 、 、 、 、 、
、 、 、 、
和 。
致病性蔓枯病菌的培养参照李英等 的方法进行
接种鉴定
整个试验重复接种鉴定两次 , 分别于 年春季和秋季在南京市泉水村试验基地的塑料大棚内
进行 , 接种鉴定参照 等 的方法 。 鉴定材料经催芽后播种于 的营养钵中 。
基质为砂子 、 蛙石和草炭 , 按 组成 。 每份材料 株 , 次重复 , 随机区组排列 。 植株 一 片
真叶时 , 采用蔓枯病病菌抱子悬浮液进行喷施接种 , 接种抱子浓度为 , 。
接种后覆盖棚膜保湿 , 温度控制在 ℃左右 。 于接种后第
、 、 天分别统计叶片发病情
况 级 , 无症状 级 , 发病面积 级 , 一 级 , 一 级 ,
一 。
茎部发病情况 级 无伤害 级 单个病斑长 一 , 或者多个病斑总长度为 一
但没有环茎一周 级 病斑达 , 或者环茎一周 级 茎蔓萎蔫 级 植株死亡 。
叶部和茎部病级 一 为抗病 , 一 为感病
,
, , 。
病情指数 二 艺 病级 该病级株数 最高病级 调查总株数 。 参考方中达
的方法 , 叶 、 茎部病指 〔 为高抗 , 毛 为抗 , 蕊 为感 ,
为高感 。
甜瓜基因组 的提取及 扩增
在接种鉴定结果的基础上 , 对 份抗性最优的材料进行 分析 。 各试材选取 株 , 取嫩叶
混合样 , 采用改良的 法 , 提取基因组 二
扩增的反应体系和条件均参照 等 的方法 。 选用 条上海生工公司的随机
引物 , 先根据来源和类型的不同选用 份遗传差异较大的材料进行引物筛选 , 经重复扩增 , 最终选出
条引物进行抗性材料的多态性分析 。
数据统计与分析
对 扩增产物的电泳结果采用 “ , ” 系统记录谱带位置 , 有条带记为 “ ” , 无条带记为
,’
’, 。 利用 、 软件计算 扩增产物的各位点等位基因数
、
各位点有效等位基因数
、
期 周晓慧等 甜瓜抗蔓枯病种质资源的筛选及 分析
’指数和 多样性指数 。 采用 分析软件处理数据 , 计算材料间的欧氏距离 ,
采用 法进行系统聚类分析 。
表 供试的 份甜瓜种质材料
罗 面
来源 材料 来源 邵 材料
澳大利亚 意大利
阿富汗
、 、 、 、 日本
、 、 、 、
、
巴西 肯尼亚 、
、 、曰 、以
、比 、场 、
加拿大 ”
、
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、 一 、 、 一 ‘
中国 、
、 、 、
韩国
、
、 、 、 、 墨西哥 、
、 、 、
、 、 、 、 、 、
、 、 、 、 缅甸
、
黄河蜜
、
伽师
、
新蜜
、 巴基斯坦
银帝
、
白兰瓜 、绿宝石 曲 如
、
俄罗斯 议 阁
小金利
、
金雪莲
、
金玉 担 、 塞内加尔
、 、
金冠 、霎红 、高级洁雪
、
南非 斤 刃 “
、 之润创 、 叩
秋田绿 ,
、 、 月 ‘, 、 科
、
哥伦比亚
、
埃及 群 、 、
、 、
西班牙
、 、 、 、
、 、 、 、 、 、 、 、
、 、 、 、 、 、 、 、
、 、 、 、 、 、 、
、 、 、 、
萨尔瓦多 叙利亚
埃塞俄比亚 中国台湾
,
法国
、 土耳其
、 、 、
前苏联 美国
、 、 、 、
德国
、 口 乃
、 粼碎 、 、
加纳 出
、 、 、 、
希腊 、 、 、
、 、 、
匈牙利
、 、 、
印度
、 、 、 、 、 、 、 、 、 、
、 、 、 、 、
、 、
科 、
、
乌兹别克斯坦
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南斯拉夫 即
印度尼西亚 赞比亚 〕
、 、 伽〕、 、
伊朗
、 、 、 、 、
、 、 、 津巴布韦
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注 。
、 、 。 、 、 。 分别代表材料的类型为 。 。
、
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、 诉二
、 、 卢 , 未标注的为普通甜瓜
。 代表材料类型不确定 。
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结果与分析
抗病性鉴定
春季和秋季两次接种后发病情况的综合平均结果表明 鉴定的 份材料中抗病材料 份 , 感
病材料 份 。 其中叶 、 茎部病情指数均小于 巧 的材料共 份 , 占总鉴定材料的 , 抗性表现优
异 。 春秋两季重复鉴定的抗性表现基本一致 。 由表 可 以看出 , 年秋季多数抗性材料的叶部病
级较 年春季高 , 而茎部病级相对稳定 , 可能是秋季的温度更适宜蔓枯病病菌的扩散和侵染的缘
故 。
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材料
表 部分甜瓜种质资源蔓枯病抗性人工接种鉴定结果
叶部 茎部
春 秋
卜泣月
︵日勺一
⋯
八︸︺
⋯
八自︶
」
,
,
﹃洲,︺︸、拭。八气了
⋯
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平均发病级 病情指数 春
印
,
秋 平均发病级 病情指数
一
】
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抗病类型
户
,
尹︶了
⋯
八
曰了‘住欣
注 高抗 抗
,
在供试的野生材料中 , 我们新发现两份从肯
尼亚引进的材料 和 , 抗性表现优于国际上
最早发掘的蔓枯病抗源 , 但这两份材料
的抗性遗传机制以及它们与普通甜瓜的有性杂交
能力尚待研究 其余 份野生材料均高抗蔓枯病 ,
但它们不能与普通甜瓜有性杂交 ,
, 在抗病育种中的利用较为困难 。
在对我国部分甜瓜栽培品种的鉴定中首次发
现薄皮甜瓜金冠具有较好的抗性 , 其叶部和茎部
病情指数分别为 和 。 厚皮甜瓜对蔓枯病的
抗性较薄皮甜瓜差 , 生产上主栽的黄河蜜
、 白兰
瓜 、 银帝 、 新蜜和伽师等厚皮甜瓜均为感病品种 ,
其中黄河蜜抗性最低 , 叶部和茎部病情指数分别
为 和 表 。
表 我国部分甜瓜栽培品种蔓枯病人工接种鉴定病情指数
类型 材料 叶部 茎部
厚皮 伽师
新蜜
银帝
小金利 ,
白兰瓜 罗
绿宝石
金雪莲
黄河蜜
薄皮
金冠 剖
霏红
秋 田绿
高级洁雪
,
期 周晓慧等 甜瓜抗蔓枯病种质资源的筛选及 分析
在 巧 份已知抗性材料中 , 除 外 , 其余材料在本试验中抗性表现 良好 。 的抗
性由一对隐性单基因控制 , , 但在本试验中叶部和茎部的病情指数分别为
和 , 表现为感病 。
部分抗性材料的聚类分析
标记的 多态性
在上述对 份甜瓜种质资源进行蔓枯病抗性鉴定的基础上 , 综合前人的研究结果和据材料来源
的不同 表 , 选择 份抗性表现最优的材料 , 对其在分子水平上存在的遗传差异及多样性进行
分析 。
采用 个引物在 份甜瓜蔓枯病抗性材料中共扩增出 条带 , 多态性带为 条 , 多态性比
率为 。 平均每条引物扩增出 条带 , 多态性条带为 条 。 扩增片段最多的引物是 ,
为 条 , 最少是引物 巧 , 只有 条 。 扩增片段的分子量大小在 一 之间 。 份抗性材
料的每位点等位基因数 、 每位点有效等位基因数
、 ’ 指数和 多样性指数分别为
、
、 和 , 表明材料间遗传差异较大 。
标记的聚类
一
从聚类图 图 可 以看出 , 当欧氏距离约
时 , 份材料被明显分为两大类群 。
、
、 、 和 这
份野生材料聚为一类 , 等 份材
料聚为另一类 。
欧氏距离约 时 , 又可进一步分为 个亚
类 份来 自美洲的材料 、 、
和 为 一 类
、
等 份材料为 一 类
、
和 为 一 类 江 类为两份来
自日本的材料 和
和 为 一 类 和
为 石 类 一 类为两份来 自津巴布韦的材料
和 一 类和 一 类分别只有
份材料 和 。
总体而言 , 份抗蔓枯病材料的遗传变异较
大 , 且相同地理来源的材料基本能聚在一起 , 表
现出一定的地域特征 , 美国 、 中国 、 日本 、 韩国
的材料间距离较近 , 可能是相互引种交流导致某
些基因在不同种质间的渐渗 。
比
一
一 一
欧氏距离
图 , 个甜瓜抗蔓枯病材料的聚类图
俪
幼
讨论
抗病种质资源的筛选
、 研究与利用是甜瓜抗蔓枯病育种的重要基础 。 本研究的结果显示 , 在本试
验供试的我国厚皮甜瓜栽培品种中尚未发现蔓枯病抗性较好且综合性状优良的品种 , 多数甜瓜抗蔓枯
病材料均为薄皮 、 小果 。 因此 , 要实现 “ 厚皮甜瓜东移 ” , 扩大厚皮甜瓜的栽培范围 , 对薄皮甜瓜种
质资源的研究与利用不容忽视 。 如本试验筛选出的蔓枯病抗性优良的薄皮甜瓜品种金冠 , 可进一步研
究其抗性基因及遗传机制 , 在蔓枯病抗性育种中加以利用 。
园 艺 学 报 卷
在本试验中 , 过去报道的抗性种质 表现为感病 , 此类情况在黄瓜蔓枯病抗性鉴定中亦
有报道 黄瓜品种和育种系 和 在荷兰表现出高抗 , 而在美
国北卡罗来纳州田间鉴定时却表现高感 , , , 原
因可能是不同环境条件下 , 分离菌种的致病力不同或是环境与分离菌种的互作效应造成的 。 因此 , 对
国外抗源的引用 , 需要慎重选择 。
目前多数抗蔓枯病品种的抗源亲本为 , 而长期栽培具单一抗性基因的品种引起抗性遗
传基础狭窄 , 抗性水平下降 。 因此 , 需加强对 以外的抗病资源的利用 。 从本研究的聚类图
可以看出 , 份抗蔓枯病材料的遗传差异较大 , 在育种中可以根据需要从中选择抗病亲本 , 配制新
的杂交组合 , 选育优质的抗蔓枯病新品种 。
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方中达 植病研究方法 第 版 北京 中国农业出版社
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李 英 , 张永兵 , 即 , 陈劲枫 甜瓜蔓枯病菌分离新方法及其 型菌株产抱条件的研究 果树学报 ,
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尹文山 , 吴明珠 甜瓜的种质资源与品种 见 中国农业科学院郑州果树研究所
, 中国园艺学会西甜瓜专业委员会 , 中国
园艺学会西甜瓜协会主编 中国西瓜甜瓜 北京 中国农业出版社
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