番茄棕色皱果病毒抗性QTL定位及候选基因鉴定：来自Solanum pimpinellifolium的遗传资源挖掘

本研究针对番茄产业面临的重大威胁——番茄棕色皱果病毒(ToBRFV)，通过构建F2群体开展QTL定位，在Solanum pimpinellifolium中鉴定出位于11号染色体的关键抗性位点（46.84 Mbp），发现SL4.0ch11_46825788等3个显著关联SNP标记及TIR-NBS-LRR等候选抗病基因，为番茄抗病育种提供了分子标记和基因资源。

　　

番茄作为全球最重要的蔬菜作物之一，近年来遭遇了番茄棕色皱果病毒(ToBRFV)的毁灭性威胁。这种通过种子传播的烟草花叶病毒属成员，能够突破番茄长期依赖的Tm-2²抗性基因，已在40多个国家引发疫情。美国农业部动植物检疫局(USDA-APHIS)甚至为此发布专项检疫令，凸显问题的严峻性。面对这一挑战，美国农业部农业研究局(USDA-ARS)蔬菜实验室的研究团队将目光投向了番茄野生近缘种——Solanum pimpinellifolium，试图从其遗传宝库中挖掘新的抗性资源。

研究人员此前鉴定出S. pimpinellifolium PI 390717（育种系USVL332）对ToBRFV表现出无症状反应和极低病毒载量的独特抗性。为解析其遗传机制，团队构建了两个F₂群体：种内杂交群体（USVL333×USVL332，195株）和种间杂交群体（'Moneymaker'×USVL332，79株）。通过全基因组重测序获得136,357个高质量SNP，采用GWAS和连锁分析相结合的策略，在11号染色体46.84 Mbp区域锁定了一个22 kb的关键QTL区间。该研究创新性地发现三个核心SNP标记（SL4.0ch11_46825788等）与抗性显著关联（LOD值最高达16.36），并鉴定出TIR-NBS-LRR型抗病蛋白和富含亮氨酸重复序列蛋白两个候选基因，为抗病育种提供了精准的分子靶点。

研究团队运用了多项关键技术：通过温室接种实验进行表型鉴定，采用0-5级症状评分系统结合ELISA检测病毒载量；利用Illumina NovaSeq平台进行全基因组重测序（2×150 bp）；采用GAPIT 3软件整合MLM、FarmCPU等7种模型进行GWAS分析；通过Qgene进行单标记回归和区间作图验证QTL。这些方法的综合应用确保了研究结果的可靠性。

主要研究发现包括：

1. 抗性遗传特征：F₁代全部感病、F₂代符合1:3（抗:感）分离比，证实USVL332的抗性为隐性遗传。
   

   

2. QTL精确定位：在11号染色体46.7-47.1 Mbp区间检测到主效QTL，峰值位于46.84 Mbp，解释表型变异最高达56.4%。
   

   

3. 候选基因预测：在327 kb置信区间内发现Solyc11g062150（TIR-NBS-LRR型抗病蛋白）和Solyc11g062180（LRR抗病蛋白）等17个基因，其中两个抗病基因类似物与已知抗病毒通路高度相关。

该研究的突破性在于首次在S. pimpinellifolium中鉴定出ToBRFV抗性QTL，相较于先前在栽培番茄中发现的抗性位点，该野生种质资源展现出更稳定的抗性表现。研究人员特别指出，位于46.96 Mbp的TIR-NBS-LRR基因可能通过激活植物免疫系统的Toll-白介素受体信号通路发挥作用，而46.98 Mbp的LRR蛋白则可能参与病原体识别。这些发现不仅为分子标记辅助育种提供了SL4.0ch11_46825788等可直接应用的SNP标记，更重要的是揭示了野生番茄种质在抗病育种中的独特价值。论文发表在《Theoretical and Applied Genetics》上，为应对ToBRFV全球流行提供了重要的遗传解决方案。