构建茄子野生近缘种Solanum tomentosum渐渗系群体：挖掘新型遗传多样性助力育种创新

本研究针对茄子育种中遗传基础狭窄、抗性资源不足等问题，通过六轮回交构建了包含148个渐渗系（ILs）和高级回交系（ABLs）的S. tomentosum渐渗群体，覆盖95%以上供体基因组。利用SPET高通量基因分型技术定位了株高、果皮色素沉着和真菌抗性等关键农艺性状相关染色体区域，为茄子遗传改良提供了宝贵的野生种质资源库和分子育种工具。

　　

茄子作为全球重要的蔬菜作物，在亚洲地区占据94%的种植面积，但其遗传多样性却相对狭窄。传统育种主要依赖栽培种内选择，而野生近缘种（CWRs）作为抗逆性和品质改良的重要基因库，在茄子育种中尚未得到充分开发。Solanum tomentosum作为茄子次级基因库成员，具有株型紧凑、果实特殊色素沉着、抗真菌病害（如Fusarium oxysporum和Verticillium dahliae）和线虫等突出特性，是突破现有育种瓶颈的理想资源。然而，如何系统地将这些野生优良性状导入栽培品种，并精准定位相关基因位点，成为当前茄子遗传改良的关键挑战。

为破解这一难题，研究团队以栽培茄子'67/3'为轮回亲本，经过六轮回交和分子标记辅助选择，构建了包含148个渐渗系（ILs）和高级回交系（ABLs）的实验群体。该研究创新性地采用高低通量结合的基因分型策略：早期使用CAPS、SSR和HRM-SNP等分子标记进行初步筛选，后期应用单引物富集技术（SPET）进行高通量基因分型，最终实现了对S. tomentosum基因组95%以上的覆盖。研究论文发表在《Horticultural Plant Journal》上，为茄子遗传改良提供了系统的工具和资源。

关键技术方法包括：1）以'67/3'×S. tomentosum杂交构建基础群体；2）采用阶梯式回交结合分子标记辅助选择策略；3）运用SPET技术对750株植物进行高通量基因分型；4）基于茄子V3基因组进行物理定位；5）通过人工接种和表型分析评估抗病性。

2.1 亲本与杂交种特性

研究首先对亲本'67/3'和S. tomentosum（'S. tom'）及其杂交后代进行了系统表征。'67/3'具有典型的紫黑色圆形果实，而'S. tom'则表现为紧凑株型和小型绿色条纹果实。值得注意的是，F₁代杂交种表现出严重的花粉育性降低（仅12%），但通过回交可逐步恢复。抗性评估显示'S. tom'对Fusarium oxysporum f. sp. melongenae（Fom）具有高度抗性，这为后续抗病育种提供了重要资源。

2.2 渐渗系群体构建

通过精心设计的育种方案（图1），研究团队成功将'S. tom'基因组片段导入栽培背景。为解决某些染色体区域（如CH01和CH08）的渐渗缺失问题，创新性地采用"回溯杂交"（RBCs）策略。SPET分析显示，最终获得的148个株系中，39个为经典渐渗系（单片段纯合），13个为杂合渐渗系，另有19个近等基因系含少量额外片段。这些材料共同覆盖了12条染色体上的关键区域（表5），其中CH07和CH12的覆盖率分别达到92.96%和99%。

3.3 株高相关位点鉴定

在BC4/BC5世代中，研究人员发现部分植株表现出矮化表型（"SI"），其控制位点被定位在CH03上7.6-75.4 Mb区间（图8）。通过338株分离群体的表型-基因型关联分析，确定标记29624_PstI_L415（R²=27.22%）和19623_PstI_L351（R²=1.2%）与株高显著相关（表6）。该区域包含GA20ox1等赤霉素代谢相关基因，为株型改良提供了分子靶点。

3.4 果实萼下绿色素沉着

在BC4群体中发现的萼下绿色素沉着（"GUP"）性状呈单基因显性遗传模式。通过72株分离群体分析，将该性状定位在CH08上91.7-101.3 Mb区间（表2）。逻辑回归分析显示标记emf21h22对表型预测准确率达90%（表7），区域内鉴定到与叶绿素合成相关的APRR2同源基因，为解析茄子果实着色机制提供了新线索。

3.5 抗病性相关位点

对107个株系的Fom抗性评估发现，携带'S. tom' CH11片段的株系出现1:3的感抗分离，暗示该区域可能存在抑制'67/3'原有抗性QTL（CH11Fom）的因子。值得注意的是，两个表现最优的株系共享CH12末端93Mb至端粒区间的片段（图9），提示这里可能存在新的抗性位点，为抗病基因聚合育种提供了可能。

这项研究通过十余年系统工作，成功构建了茄子首套S. tomentosum渐渗系群体，实现了野生基因组在栽培背景下的高效"解构"与重组。与先前基于S. incanum的渐渗系相比，本研究材料在抗病性和品质相关性状上具有独特优势。特别值得关注的是，虽然目标性状相关区域多位于重组率低的着丝粒附近，但通过大规模群体和精准表型分析仍实现了较精细定位。研究不仅提供了可直接用于育种的株系资源，更重要的是建立了野生有利性状向栽培种转移的技术体系。未来通过结合基因编辑等技术，有望加速这些野生优异性状的利用进程，为茄子应对气候变化和品质改良提供新的遗传解决方案。