菠菜抗霜霉病育种研究进展

菠菜是我国重要的经济叶菜之一,营养物质含量丰富。随着菠菜种植面积的逐年增加,霜霉病菌的生理小种不断更新,霜霉病的发生也日益严重,对菠菜生产造成了重大损失。鉴定菠菜霜霉病菌的生理小种,筛选抗病基因,培育抗病品种是解决此问题的前提和基础。本文对菠菜霜霉病菌生理小种分化现状、接种鉴定方法、病情指数和抗病分级等进行了介绍,综述了菠菜抗霜霉病育种历史进程、分子标记的构建、候选基因的定位和分析等研究进展,分析了目前菠菜抗霜霉病育种中存在的主要问题,并对今后的发展趋势进行了展望。

菠菜NBS-LRR类抗病基因同源序列的克隆及分析

依据已知NBS-LRR类抗病基因的P-loop和GLPL两个保守结构域设计简并引物,对抗菠菜霜霉病商业杂交种RZ51-147、自交系12S3和12S4的基因组DNA进行PCR扩增、克隆和序列测定,共获得23条具有完整开放阅读框且含有NBS结构的抗病基因同源序列(resistancegeneanalogs,RGAs),编号为SP1~SP17、SP19~SP24,其在NCBI中的登录号为KX914865~KX914887。核苷酸比较分析结果表明,这23条RGAs大多与甜菜中推测的一些抗病蛋白基因或其他相关蛋白基因具有较高的同源性,其中SP1、SP2、SP5、SP6、SP10、SP11、SP12、SP13等8条序列均与甜菜RF45类抗病蛋白有着86%以上的同源性;SP3、SP4、SP8、SP9、SP24等5条序列与甜菜RPP13类抗病蛋白的同源性在85%以上,与向日葵抗霜霉病基因PI8相应区域的氨基酸序列相似性为32.20%~33.52%,且在进化树上聚为一类,推测其可能与抗霜霉病相关。同源进化分析结果表明,除SP7外,其余序列均为non-TIR-NBS-LRR类抗病基因,并与推导的氨基酸序列多重比较结果一致。

不同菠菜材料的营养品质分析与评价

为评价不同菠菜材料的营养品质,筛选出综合品质优良的种质资源,对62份菠菜材料的叶绿素a、叶绿素b、草酸、硝酸盐、粗纤维、可溶性糖、锰、铜和铁含量进行测定分析,利用相关性分析和模糊数学隶属函数法对不同菠菜材料进行综合品质的评价。结果表明,62份菠菜材料的品质存在较大差异,其中粗纤维含量变异系数最小,为8.714%,可溶性糖含量的变异系数最大,达64.849%。此外,叶绿素a和叶绿素b含量呈正相关,相关系数为0.95,硝酸盐与叶绿素、可溶性糖含量均为负相关。基于平均隶属函数法共鉴定出3份综合品质较高的菠菜材料,分别为12s1、sp106和sp80,可为培育优质菠菜品种提供参考。

北京、山东和山西菠菜霜霉病菌生理小种鉴定初报

利用国际菠菜霜霉病菌生理小种鉴别系统,对采集自北京、山东、山西的5份霜霉病样品进行人工接种鉴定。结果表明:北京的3份霜霉病样品均为9号生理小种,山东的1份霜霉病样品为8号生理小种,山西的1份霜霉病样品为5号生理小种;说明我国不同地区存在不同的菠菜霜霉病菌生理小种。

菜豆花色全基因组关联分析

以124份菜豆为试验材料,分别在2019年和2020年调查花色表型,利用全基因组关联分析(GWAS)的方法对调控花色的基因进行挖掘。结果表明:2年间供试菜豆花色表型基本一致,仅有1份材料存在差异。对124份菜豆材料进行重测序共获得517.58 Gb的数据量(10×),通过与菜豆参考基因组比对,获得5 130 030个SNP,过滤后得到3 701 584个SNP。利用这些高质量的SNP基于压缩混合线性模型(compress mixed linear model,cMLM)将菜豆花色调控基因定位在6号染色体322.67 kb的区域内;在候选区域内共鉴定到8个基因,其中,Phvul.006G020200为参与花青素调控的MYB转录因子基因,且在不同花色材料中差异性表达,为调控菜豆花色的关键候选基因。