全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2005, 32 (5) : 899～901
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2004 - 12 - 08; 修回日期 : 2005 - 04 - 13
基金项目 : 国家 ‘863’项目 (2001AA241121, 2002AA24401, 2003AA207120) ; 农业部蔬菜遗传与生理重点开放实验室资助项目3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: guxf@mail1caas1net1cn)
黄瓜白粉病抗性遗传机制的研究
张素勤 1, 2 　顾兴芳 23 　张圣平 2 　邹志荣 1
(1 西北农林科技大学园艺学院 , 杨凌 712100; 2 中国农业科学院蔬菜花卉研究所 , 北京 100081)
摘 　要 : 采用多世代联合分析方法 , 通过 3个抗感杂交组合研究了黄瓜白粉病抗性的遗传规律。结果
表明 , 3个组合的最适遗传模型皆是两对加性 - 显性 - 上位性主基因 +加性 - 显性 - 上位性多基因模型
( E2120模型 )。组合 Ⅰ的主基因遗传率为 64126% ～95147% , 两对主基因感病相对抗病为部分显性 , 两主
基因的加性效应及第二主基因的显性效应较大 , 两主基因的加性 ×显性互作效应也较大。组合 Ⅱ和组合 Ⅲ
两主基因的遗传率分别为 95135%和 96104% , 两主基因的加性效应、显性效应和显性度较为相近。
关键词 : 黄瓜 ; 白粉病 ; 抗性 ; 遗传机制
中图分类号 : S 64212　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2005) 0520899203
The Genetic M echan ism of Resistance to Powdery M ildew in Cucum ber
Zhang Suqin1, 2 , Gu Xingfang23 , Zhang Shengp ing2 , and Zou Zhirong1
(1 College of Horticu lture, N orthw est Sci2Tech U niversity of A griculture and Forestry, Yang ling 712100, Ch ina; 2 Institu te of
V egetables and Flow ers, Chinese A cadem y of A gricu ltura l Sciences, B eijing 100081, China)
Abstract: The cucumber powdery m ildew resistance was studied with joint analysis of multip le genera2
tions. The best fitted model of three resistant suscep tible crosses was two major genes p lus polygenes m ixed
inheritance model ( E2120 model) without excep tion. In cross I, heritabilities of major genes were 64126% -
95147%. For major genes, suscep tibility was the dom inant partly. The additive effects of the two major genes
and the dom inant effect of the second major gene were higher. The ep istatic effect of additive ×dom inant of
two major geneswas higher too. The heritabilities of major genes in the crossⅡ and cross Ⅲwere 96104% and
95135% , respectively. The additive effect, dom inant effect and dom inance degree of two major genes were
sim ilar in this two crosses.
Key words: Cucumber; Powdery m ildew; Resistance; Inheritance
1　目的、材料与方法
黄瓜白粉病是一种广泛发生的世界性病害。目前国内外在黄瓜白粉病抗性遗传规律方面的研究不
多 , 而且已有的研究结果并不一致。因此 , 很有必要对黄瓜白粉病抗性遗传机制进行深入研究 , 以便
为黄瓜抗病育种提供理论依据。
选取 4份纯合黄瓜自交系 K3 (从国内抗病杂交种中筛选出的高抗白粉病品系 ) , K4 (从美国生
食类型黄瓜材料中筛选的抗白粉病自交系 ) , K5 (由美国引进的抗白粉病加工品系 ) 和 K6 (从新泰
密刺中筛选出的高感白粉病株系 ) 为亲本 , 进行 K3 ( P1 ) ×K6 ( P2 ) (简称组合 Ⅰ)、K4 ( P1 ) ×K6
( P2 ) (简称组合 Ⅱ)、K5 ( P1 ) ×K6 ( P2 ) (简称组合 Ⅲ) 杂交、回交 , 得 F1、BC1 P1、BC1 P2 , F1
自交得 F2。
2004年春天在中国农业科学院蔬菜花卉研究所大棚内种植亲本、F1、BC1 P1、BC1 P2 和 F2。于 3
月 18日播种 , 3月 29日定植于大棚 , 株距 25 cm , 行距 55 cm, 亲本和 F1 随机区组设计 , 3次重复。
大棚南北门口两侧各种植两行保护行。整个生育期采用常规管理 , 让植株自然发病。在白粉病发病初
园 　　艺 　　学 　　报 32卷
期、中期和末期分别调查每株第 1～6片叶的发病情况 , 采用中国农业科学院蔬菜花卉研究所植保室
的病情分级标准 : 0级 , 无病症 ; 1级 , 病斑面积占总叶面积的 1 /3, 白粉模糊 ; 2级 , 病斑面积占
1 /3～2 /3, 白粉明显 ; 3级 , 病斑面积占 2 /3以上 , 白粉厚 , 连片 ; 4级 , 白粉浓厚 , 叶变黄 , 坏死 ;
5级 , 坏死叶面积占总叶面积的 2 /3以上。文中数据选用发病中期的调查结果。
遗传分析采用盖钧镒等〔1〕多世代联合分析软件和方法。
2　结果分析与讨论
211　模型的选择与检验
组合 Ⅰ的 E2123模型 A IC值最小 , E2120模型次之 , E2121模型第三 , 最优遗传模型一般从中选
出 , 其方法是将低的 A IC值和适合性检验结果相结合来选择。由一组适合性检验可知 , E2123模型有
18个统计量达到显著差异 , 该 18个统计量表明 E2123模型与分离群体的分布不一致 ; E2121模型有
13个达到显著差异 ; E2120模型只有 5个达到显著差异 , 说明绝大多数是适合的 ; 即两对加性 - 显性
-上位性主基因 +加性 -显性 -上位性多基因模型是最优的。经适合性检验 , 组合 Ⅱ和组合 Ⅲ的最佳
遗传模型也是 E2120模型 , 3个组合的结果一致。
212　组合 Ⅰ、组合 Ⅱ和组合 Ⅲ最适遗传模型的遗传参数估计
组合 Ⅰ两主基因的加性效应相等且较大 (表 1) , 为 - 1910052, 第一主基因的显性效应 ha为
- 114458, 第二主基因 hb为 - 1213882, 考虑到 P1 是小值亲本 , P2 是大值亲本 , 所以 , 两对主基因
感病对抗病为部分显性 , 其中第二主基因的显性度远大于第一主基因。在上位性作用中 , 两主基因的
加性 ×显性和显性 ×显性互作效应较大。组合 Ⅰ最优模型的 BC1 P1 , BC1 P2 , F2 主基因遗传率分别是
95146% , 64126%和 95197% (表 2) , 主基因的遗传率较高。
组合 Ⅱ最优模型的主基因遗传率为 97103% , 主基因遗传率很高。第一主基因的加性效应、显性
效应和显性度远大于第二主基因 , 两主基因间加性 ×加性互作效应较大。组合 Ⅲ最优模型的主基因遗
传率 , 主基因的加性效应、显性效应和显性度与组合 Ⅱ基本一致 , 上位性作用中 , 两主基因之间的显
性 ×加性互作效应较大。
表 1　3组合病情指数的一级遗传参数估计值
Table 1　The estima tes of f irst order param eters of d isea se index in three crosses
一级参数
1 st oder parameters
组合Ⅰ
Cross Ⅰ
组合Ⅱ
Cross Ⅱ
组合Ⅲ
Cross Ⅲ
da (第一主基因的加性效应 Additive effects of the first major genes) - 1910052 - 3311580 - 3514623
db (第二主基因的加性效应 Additive effects of the second major genes) - 1910052 - 914874 - 616443
ha (第一主基因的显性效应 Dom inant effects of the first major genes) - 114458 - 1712284 - 1115574
hb (第二主基因的显性效应 Dom inant effects of the second major genes) - 1213882 - 017394 - 015585
ha / da (第一主基因的显性度 Dom inance degree of the first major genes) 　 010761 　 015196 　 013259
hb / db (第二主基因的显性度 Dom inance degree of the second major genes) 　 016518 　010779 　 010841
i (两个主基因之间的加性 ×加性互作效应 The epistatic effect of additive ×Additive between two major genes) - 1219307 　914874 　 616443
jab (两个主基因之间的加性 ×显性互作效应 The ep istatic effect of dominant ×Additive between two major genes) - 1914095 　017447 　 015585
jba (两个主基因之间的显性 ×加性互作效应 The ep istatic effect of dominant ×Additive between two major genes) 　 112650 - 614368 - 1712606
l (两个基因之间的显性 ×显性互作效应 The ep istatic effect of dominat ×Dominant between two major genes) 　1618521 　113252 　 414965
表 2　3组合病情指数的二级遗传参数估计值
Table 2　The estima tes of second order param eters of d isea se index in three crosses
二级参数
2nd oder parameters
组合Ⅰ CrossⅠ
BC1 P1 BC1 P2 F2
组合Ⅱ CrossⅡ
F2
组合Ⅲ Cross Ⅲ
F2
δ2m g (主基因方差 Variance of major genes) 55218696 11513496 80712521 69816164 88918311
δ2pg (多基因方差 Variance of poly genes) 1119355 4917808 1915579 　913564 　315247
m g (主基因遗传率 Inheritability of major genes) ( % ) 95146 64126 95197 97103 97182
pg (多基因遗传率 Inheritability of poly genes) ( % ) 　2106 27173 　2133 　1130 　0139
009
　5期 张素勤等 : 黄瓜白粉病抗性遗传机制的研究 　
　　植物的抗病反应是寄主和病原物相互识别 , 相互作用的过程 , 受环境条件影响较大 , 再加上单个
分离世代能够提供的遗传信息有限 , 本试验采用多个抗感杂交组合和多世代联合分析 , 可以得到更多
的遗传信息 , 因而增加了遗传分析的功效 , 使遗传分析更加精确可靠。本文与吕淑珍等〔2〕和 Sm ith
等〔3〕的研究结论不太一致 , 这可能是所用试验材料不同造成的。Fugieda等〔4〕和 Morishita等〔5〕报道黄
瓜白粉病抗性是由 2个隐性基因控制 , 与本文的观点一致 , 但本文进一步对遗传模型进行了详细分
析 , 使人们对黄瓜白粉病抗性遗传机制理解得更为深刻、明确 , 为黄瓜抗病育种提供理论参考。
参考文献 :
1　盖钧镒 , 章元明 , 王建康. 植物数量性状遗传体系. 北京 : 科学出版社 , 2002. 224～265
Gai J Y, Zhang Y M, W ang J K. Genetic system of quantitative traits in p lants. Beijing: Science Press, 2002. 224～265 ( in Chinese)
2　吕淑珍 , 霍振荣 , 陈正武 , 马德华. 黄瓜霜霉病、白粉病抗性遗传研究初报. 天津农林科技 , 1990, (2) : 22～24
LüS Z, Huo Z R, Chen ZW , Ma D H. Prelim inary study on the inheritance of resistance to downy and powdery m ildew in cucumber. Science
and Technology of Tianjin Agriculture and Forestry, 1990, (2) : 22～24 ( in Chinese)
3　Sm ith P G. Powdery m ildew resistance in cucumber. Phytopathology, 1948, (39) : 1027～1028
4　Fugieda K, Akiya Y. Genetic study of powdery m ildew resistance and sp ine color on fruit in cucumber. Journal of the Japanese Society for Hor2
ticultural Science, 1962, (31) : 30～32
5　Morishita M, Sugiyama K, Saito T, Sakata Y. Powdery m ildew resistance in cucumber. Japan Agricultural Research Quarterly, 2003, 37
(1) : 7～14
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