甘蓝枯萎病抗源筛选和抗性遗传研究

摘要

结球甘蓝(Brassica oleracea var.capitata L.)是十字花科芸薹属甘蓝种中顶芽能形成叶球的一个变种,是中国各地广泛栽培的重要蔬菜作物,在蔬菜的周年供应和出口创汇中都发挥着重要的作用。近年来,在北方甘蓝产区出现了由尖孢镰刀菌引起的枯萎病,导致严重减产甚至绝产。
　　 甘蓝枯萎病最早在美国发现,而后在很多国家的甘蓝种植地区迅速蔓延,经过多年的育种工作,国外已育成了一些抗枯萎病的品种。在我国,甘蓝枯萎病属于新发病害,相关研究较少。应对甘蓝枯萎病最有效的方法是培育抗病品种。目前国内现有的育种材料抗性尚不明确,同时北方各省引起甘蓝枯萎病的致病菌小种类型尚未确定。明确现有材料抗性和各地致病菌小种类型并最终为育种提供依据非常有必要。
　　 本研究通过采集甘蓝枯萎病危害严重地区的病菌,对造成中国北方地区甘蓝枯萎病的病菌类型和小种类型进行了研究；对中国农业科学院蔬菜花卉研究所甘蓝青花菜育种课题组的117份甘蓝自交系材料进行了抗性鉴定和抗源筛选；用8个抗病×感病甘蓝杂交组合和其中两个杂交组合的F2、回交一代作试材,初步研究了甘蓝对枯萎病抗性的遗传规律。研究结果如下:
　　 1.病原研究结果:利用形态学鉴定和ITS序列测定的方法,对采集自中国北方山西省、河北省、北京市的甘蓝枯萎病病菌以及国内外主要相关文献中所使用的枯萎病菌株作了研究。致病力测试和形态学、分子鉴定的结果显示,有致病力的菌株来自北京延庆地区、山西寿阳和太原地区,均为尖孢镰刀菌；病原比较试验结果显示,21份甘蓝材料对延庆菌株FGL③-6和美国1号小种FOAM对比接种试验的相同材料对二者抗性表现较为一致,这说明延庆菌株很可能为1号小种；以15份材料对延庆菌株和2号小种的对比接种试验显示,2号小种具有更强的致病力。
　　 2.抗源筛选:利用采自北京延庆的甘蓝枯萎病病菌对中国农业科学院蔬菜花卉研究所甘蓝青花菜育种课题组的117份甘蓝自交系材料进行了抗性鉴定,共有47份材料表现抗病,其中高抗材料37份。对它们的抗性表现与地理来源、球型及叶色的关系进行了分析,发现高抗材料主要来自日本、韩国、俄罗斯和荷兰等国；扁球型和叶色灰绿的自交系抗病材料较多,而尖球类型未发现抗病材料。通过人工接种重复鉴定和田间鉴定,筛选出5份既抗枯萎病又具有优良经济性状的抗源材料,可进一步用于配制杂交组合。另外,研究还验证了中国农业科学院蔬菜花卉研究所甘蓝青花菜课题组正在全国推广的两个甘蓝杂交种为高抗品种,这有利用于其加快推广。
　　 3.遗传规律研究结果:鉴定了8个不同抗病×感病甘蓝杂交组合目的抗性,初步判断了甘蓝对枯萎病的抗性为显性遗传；而后利用其中两个杂交组合的F2、回交一代以及一个DH群体作试材初步研究了甘蓝对枯萎病抗性的遗传规律,结果表明,该抗病基因为显性单基因遗传。
　　 本研究验证了造成中国北方甘蓝产区甘蓝枯萎病的病原为尖孢镰刀菌；初步探讨了甘蓝枯萎病病原镰刀菌的小种类型；在抗性鉴定试验中筛选出的高抗枯萎病又具有优良经济性状的抗源材料为抗病育种奠定了基础；抗性遗传规律的研究中发现抗性基因为显性单基因,这为进一步培育抗病品种、开发分子标记以及最终完成基因的克隆提供了理论依据。