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陕南山区54个番茄地方品种抗病基因鉴定

2022-04-28张文慧

陕西农业科学 2022年3期
关键词:条带陕南抗病

张文慧

(安康市农业科学研究院,陕西 安康 725000)

番茄是一种亦蔬亦果的植物,它的果实不仅美味可口,而且营养丰富,还具有一定的药用价值[1]。番茄的经济价值较高,陕南山区农民种植普遍,既满足了自家生活的需求,还可带来一部分经济收入。陕南气候湿润,降雨较多,很容易滋生番茄病虫害,目前市面上的番茄品种大多不太适宜在本地区种植。陕南山区番茄地方品种,经过长期的栽培,既适应了本区域特定的环境,又保持了相对稳定的遗传结构,可以作为番茄新品种选育重要的种质资源[2]。近年来,分子生物学技术的发展使得番茄等作物育种年限大大缩短,包括SSR、CAPS、STS、KASP在内的分子标记在番茄抗病基因的筛选中应用广泛[3~7]。通过寻找与抗病基因紧密连锁的分子标记,可以鉴定番茄中是否存在抗病基因,进而聚合多个抗病基因,培育适宜本地种植的多抗优质番茄新品种,这对促进陕南山区番茄种业的发展,带动农民增产增收具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 供试材料

课题组于2017-2019年从陕南三市收集了54份番茄地方品种,该批材料都是连续自交6代以上的高世代材料。

1.2 试验地概况

试验设在安康市农业科学研究院育种基地,该基地土质为壤土,有机质含量中等,已经连续种植番茄4年。

1.3 试验方法

对54份材料分别进行取样,用CTAB小量法提取DNA,检测各材料的抗病基因。参照孙亚林[8]、葛乃鹏[9]等人设计的Ty-1、I-2、Tm-2a、Cf-9、Mi-1抗病基因标记检测各材料是否含有番茄黄化曲叶病毒病、枯萎病、烟草花叶病毒病、叶霉病、根结线虫等抗性基因。

PCR检测反应体系为 ddH2O 15.2 μL,1×10 Buffer(Mg2+)2.0 μL,模板DNA 1.0 μL,0.25 mMdNTPs 0.4 μL,0.5 μM Forward Primer NL3 0.2 μL/0.2μL,0.5 μM Reverse Primer NL2 0.4 μL/0.4μL,0.05 U/μLTaq DNA 聚合酶 0.2 μL,总体积20 μL。

凝胶电泳显示:PCR产物用加有EB(溴化乙锭)的1%琼脂糖在100-120 V电压条件下电泳,时间约30~40 min,凝胶成像系统显示结果。

基因标记的反应程序见表1。

表1 Ty-1 基因的SNP标记PCR扩增程序

番茄黄化曲叶病毒病抗病基因(Ty-1)双重SNP标记的PCR检测,通过扩增,纯合抗病材料会出现984bp条带,感病材料出现1424bp的条带,而杂合材料将会同时出现这两条条带;番茄叶霉病抗病基因(Cf-9)通过PCR检测,只有抗病材料能扩增出约415bp的条带;番茄根结线虫抗性基因(Mi-1)CAPS标记通过PCR检测,需要经过酶切,抗病材料会扩增出180bp和570bp两条条带,感病材料只有一条750bp的条带,杂合抗病材料则会扩增出上述三条条带;番茄烟草花叶病毒病抗病基因(Tm-2a)只有抗病材料会扩增出一条469bp的条带;番茄枯萎病抗病基因(I-2)标记通过PCR检测,抗病材料会扩增出600bp的条带,感病材料会扩增出720bp的条带,杂合抗病材料能同时出现上述两条条带。

2 结果与分析

对54份番茄地方品种进行抗病基因分子标记检测,详细检测记录见附表。经过统计分析,该批材料中,47份含有1个及以上抗病基因,含Ty-1纯合抗病基因的材料有19份,占总量的35.19%;含I-2纯合抗病基因的材料17份,占总量的48.57%;含Mi-1纯合抗病基因的材料有14份,占总量的25.93%;含Tm-2a抗病基因的材料11份,占总量的20.37%;含Cf-9抗病基因的材料21份,占总量的38.89%;未发现杂合抗病材料。

表2、附表2中所列是抗病基因检测结果,HZ15、HZ01、AK22等3份材料同时检测出5个抗病基因分子标记,另有18份材料检测出2个以上抗病基因分子标记,7份材料未检测出抗病基因分子标记。

表2 抗病基因的PCR检测

附表2 抗病基因的PCR检测

3 结论

陕南山区由于特殊的气候条件,对番茄抗性要求更高,市面上常见的番茄品种往往不能很好的适应本地的环境。本地区的番茄地方品种遗传多样性非常丰富,在抗病性、抗逆性上具有较好的表现,而且经过多年的种植选择,完全能够适应本地种植,可以作为重要的遗传资源加以利用。

分子标记辅助选择早在三十多年前就被应用到作物育种中[10]。通过抗病基因鉴定试验,在54份番茄地方品种中筛选出47份含有1个及以上抗病基因的材料,占总量的87%,这说明陕南山区番茄地方品种具有抗性基因的重要基因源,可以作为抗性亲本材料进行杂交育种。本研究筛选出3份材料具有5个抗病基因,这是非常难得的优秀多抗番茄种质资源。

本地区的番茄抗性材料与其他番茄品种的遗传交换较少,还可能存在其他未知的抗性基因,可为番茄抗病优质新品种的选育提供新的抗源。

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