综述:多年生野生鹰嘴豆物种:致病性Ascochyta rabiei的分布及农业可持续性的抗性潜力

【字体: 时间:2025年06月28日 来源:Journal of Crop Health

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  这篇综述系统探讨了鹰嘴豆野生近缘种(WCS)对Ascochyta rabiei(A. rabiei)的抗性潜力及其在农业可持续性中的作用。文章整合了病原体分布、宿主-病原体互作(MAT基因型)、抗性基因(QTLs/SSR标记)和生态适应机制,强调通过基因组资源(如CTDB数据库)和分子标记辅助选择(MAS)开发抗病品种,同时呼吁保护野生种质以应对气候变化和病害动态(如Ascochyta blight)。

  

引言

鹰嘴豆(Cicer arietinum L.)作为全球第三大食用豆类,其产量受Ascochyta blight(由A. rabiei引起)的严重威胁,可导致100%产量损失。野生鹰嘴豆物种(WCS)因其丰富的遗传多样性,成为抗病育种的关键资源。本文聚焦多年生野生鹰嘴豆(PCS)中A. rabiei的分布,探讨其对生态系统健康、气候适应及抗性基因挖掘的意义。

鹰嘴豆的生物学与历史背景

鹰嘴豆属包含46个物种(36个多年生,10个一年生),栽培种C. arietinum分为Desi(耐寒、深色种子)和Kabuli(春播、浅色种子)两大类型。其起源可追溯至新月沃地(Fertile Crescent),考古证据显示其与小麦、大麦同期驯化。野生近缘种如C. reticulatum和C. echinospermum携带抗性基因,但栽培种因遗传瓶颈(founder effect)导致抗性狭窄。

遗传多样性与保护挑战

野生种遗传多样性是栽培种的104倍,基因库分为三级:

  1. 初级基因库:C. arietinum与C. reticulatum(易杂交);
  2. 次级基因库:C. echinospermum(杂交后代育性低);
  3. 三级基因库:其他野生种(需特殊技术转移基因)。
    分子标记(SSR/SNP)和数据库(如CicArMiSatDB)加速了抗性基因定位,但城市化、气候变化威胁野生种群生存,亟需原位(in-situ)和迁地(ex-situ)保护。

Ascochyta rabiei的病理学与流行

A. rabiei通过分生孢子(雨媒传播)和子囊孢子(风媒传播)侵染,15–25°C潮湿环境易引发流行病。其生命周期包括:

  1. 分生孢子侵染叶片形成坏死斑;
  2. 假囊壳(pseudothecium)在病残体存活2年;
  3. 有性生殖(MAT1-1/MAT1-2)增强毒力多样性。
    土耳其等地的野生种(如C. anatolicum、C. montbretii)已被证实携带病原体,提示野生-栽培种间基因流可能加剧病害进化。

抗性管理与未来方向

传统方法:轮作、清洁种子;
化学防控:杀菌剂(如吡唑醚菌酯)但易引发抗性;
生物防控:木霉(Trichoderma)和AMF真菌;
生物技术:基因组编辑(CRISPR)和MAS标记开发。
野生种中发现的抗性基因(如C. bijugum的QTLs)为育种提供新靶点,需结合多组学(转录组/代谢组)深化研究。

结论

保护野生鹰嘴豆物种对维持遗传多样性和抗病育种至关重要。未来需整合生态学、基因组学和精准农业技术,开发气候智能型(climate-smart)品种,实现可持续豆类生产。

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