番茄褪绿病毒病在山东设施西葫芦上的发生及潜在危害

番茄褪绿病毒tomato chlorosis virus(ToCV)是我国蔬菜生产的重要新发病毒,其寄主范围逐年扩大。2019年10月项目组在山东寿光西葫芦温室调查时发现部分叶片呈现黄化、脉间褪绿,类似于ToCV侵染症状,并伴有烟粉虱发生。利用特异性引物检测发现,扩增的目的片段与GenBank中登录的侵染番茄的ToCV基因序列(登录号:KC887998.1)同源性高达99.58%,充分说明西葫芦植株已被ToCV侵染。通过对病毒病发生规律和烟粉虱虫口数量调查发现,西葫芦定植后1个月表现侵染症状的植株为2.0%,定植后2个月达到4.2%,定植后4个月后高达68.2%,病毒发生呈指数增长,而烟粉虱虫口数量却维持较低密度。从济南和德州采集的西葫芦疑似病叶和烟粉虱中也检出ToCV病毒,说明该病毒可能已经在山东省设施西葫芦主要种植区普遍发生,并经烟粉虱广泛传播,需引起高度重视。

烟粉虱取食ToCV侵染番茄对其解毒酶和保护酶基因表达的影响

为明确烟粉虱取食ToCV侵染番茄后其生理防御反应相关基因的变化,通过转录组测序和实时荧光定量PCR技术研究烟粉虱MED隐种取食ToCV侵染番茄和健康番茄6,12,24,48 h,其体内解毒酶、保护酶系统以及基因功能、代谢功能的变化。结果表明,烟粉虱MED隐种取食ToCV侵染番茄不同时间,其体内解毒酶细胞色素P450酶(P450)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)、羧酸酯酶(CarE)和保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)转录水平均发生不同程度的变化;除CAT外,P450、GST、CarE、SOD和POD表达量总体趋于上调,其中发挥主要作用的是P450和SOD。通过对差异表达基因进行GO注释和KEGG功能分析,发现烟粉虱MED隐种取食ToCV侵染番茄12 h,其差异基因的生物学功能和代谢途径与其他时间点不同,该时间点下烟粉虱主要通过溶酶体实现蛋白质分解,而其他时间点下烟粉虱则通过核糖体逐步实现氨基酸到蛋白质的生物合成。综上,烟粉虱取食ToCV侵染番茄可能引起了其解毒酶、保护酶基因表达的改变,并通过溶酶体途径调控自身免疫应对ToCV入侵;其中,12 h可能是烟粉虱与ToCV互作的关键时间点。研究结果有助于进一步阐明烟粉虱取食ToCV获毒后的防御机制,丰富烟粉虱-植物病毒-寄主植物间的互作理论,为田间ToCV的有效防控提供科学依据。

与番茄颈腐根腐病紧密连锁的SCAR标记开发

利用与番茄颈腐根腐病抗性基因Frl紧密连锁的CAPS标记C2-25,开发设计了新的SCAR标记,用于快速检测Frl抗性材料。使用C2-25引物,在25份已知表型的番茄材料中进行PCR,产物单克隆测序后发现,19份纯合抗病材料存在1条完全相同的抗病序列;4份纯合感病材料存在1条完全相同的感病序列;2份杂合抗病材料均存在前述的抗病序列和感病序列。根据抗病、感病序列SNP差异设计引物,最终筛选得到可扩增出370 bp抗病特异片段和520 bp感病特异片段的番茄颈腐根腐病连锁标记R-6F/2R、S-3F/4R。在500株F2材料中进行验证,检测到122株纯合抗病单株、257株杂合抗病单株和121株纯合感病单株。F2材料人工接种鉴定结果显示,473株单株抗性与分子鉴定结果一致,分子标记辅助鉴定的准确率达到94.6%。开发的SCAR标记准确度高、成本低、操作简便,可用于Frl基因的分子标记辅助育种。