花椰菜抗霜霉病新种质创制:基于分子标记辅助的遗传解析与高效育种策略设计

【字体: 时间:2025年06月21日 来源:South African Journal of Botany 2.7

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  针对花椰菜霜霉病(Hyaloperonospora parasitica)造成的严重减产问题,研究人员通过表型-基因型联合分析,筛选出DMR-2–0–7等抗性品系,验证SCAR标记(SCR15/SCJ19/UBC 359)的辅助育种价值,构建遗传模型(单显性基因控制),培育出高产量(1483.33 g/株)与高维生素C含量(52.67 mg/100g FW-1)的杂交种,为可持续病害防控提供分子育种范式。

  

花椰菜作为全球重要的十字花科蔬菜,其生产长期受霜霉病(Downy mildew)威胁。这种由Hyaloperonospora parasitica引起的病害可导致幼苗死亡率高达90%,成熟期损失50-60%,传统化学防治不仅效率低,还引发环境污染。印度农业研究所的Partha Saha团队在《South African Journal of Botany》发表研究,通过整合表型筛选、分子标记验证和杂交育种,建立了高效抗病育种体系。

研究采用三阶段技术路线:首先对48个高级育种系进行人工接种表型评价(0-9级病害评分),结合疾病指数(DI)筛选出DMR-2–0–7(DI最低)等抗性材料;其次利用SCAR标记(SCR15/SCJ19/UBC 359)进行基因型验证;最后通过杂交组合(如DMR-7–4–5–3 × DMR-40–5–8–1)培育兼具抗性与农艺优势的杂交种。

【Advanced breeding lines development】
通过抗感亲本杂交构建F1及自交群体,结合连续多代表型选择获得稳定品系。抗源材料来自前期鉴定的CCm-5等种质(Singh et al., 2013)。

【Disease appearance in advanced lines and phenotyping of plants】
人工接种30天后,抗性品系DMR-3–0–8等仅表现轻微病斑(评分≤3),而感病对照Pusa Himjyoti全面发病(评分≥7)。F2群体(DMS-27–2–1–0–3 × DMR-40–5–8–1)呈现3:1抗感比(χ2检验),证实单显性基因控制抗性。

【Discussion】
研究首次在高级育种系中验证SCAR标记的实用性,发现UBC 359与抗性共分离。杂交种Hyb 7单球重达1483.33 g,Hyb 5维生素C含量提升30%,实现抗病与品质协同改良。该策略突破了传统育种周期长、效率低的瓶颈,为十字花科作物抗病育种提供模板。

结论强调:①抗性由单显性基因控制,适合杂交种选育;②分子标记辅助选择(MAS)可加速抗性基因聚合;③创制的DMR系列种质为全球花椰菜抗病育种提供新资源。这项研究从生产实际问题出发,通过多学科交叉手段,建立了从基因挖掘到品种设计的完整解决方案。

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