小扁豆抗枯萎病数量性状位点遗传定位：印度头品种抗性机制与病原型特异性解析

这篇研究通过构建ILL6002×印度头小扁豆重组自交系（RIL）群体，结合30K SNP芯片基因分型和多环境表型分析，系统解析了印度头品种对Ascochyta枯萎病（AB）两种病原型（Pathotype 1/2）的抗性遗传基础。研究鉴定出9个数量性状位点（QTL），其中染色体2上qAB_2.1位点对病原型1解释60.5%表型变异，同时首次报道了染色体3上抗白粉病（PM）的主效QTL qPM_3.1。标记辅助选择体系为扁豆抗病育种提供了精准工具。

　　

小扁豆抗病遗传机制的系统解析

材料与方法创新

研究团队构建了186个F₆代重组自交系（RIL）群体，亲本为抗病品种印度头（Indianhead）和感病材料ILL6002。采用多物种脉冲30K SNP芯片进行基因分型，获得2662个高质量标记，构建总长2117 cM的连锁图谱，平均标记密度达0.8 cM。表型分析设计独具匠心：在人工气候室用P94-24（病原型1）和AlKewell（病原型2）进行苗期接种试验；田间试验选用西澳菌株WAC12393-1和WAE21002-1分别代表两种病原型；意外发生的白粉病（Erysiphe sp.）自然感染被转化为研究机遇。

遗传图谱特征

与CDC Redberry（v2.0）参考基因组比对发现，染色体2、6、7存在大片段倒位。连锁群2（LG2）最长（461.9 cM含516个标记），LG7最短（173.3 cM）。热图分析显示标记排序与物理图谱高度一致，为后续QTL定位奠定基础。

抗病QTL全景

病原型1抗性：

• 染色体2上qAB_2.1位点表现突出：苗期试验LOD值达34.1，解释60.5%表型变异；田间试验仍保持显著（LOD=3.0，PVE=12.6%）。该区域含99个基因，包括3个抗病基因类似物（RGA）

• 次要位点qAB_3.1（LG3）和qAB_5.1（LG5）分别贡献11.5%和8.5%抗性

• 病原型1抗性全部源自印度头亲本

病原型2抗性：

• 呈现双亲贡献模式：qAB_2.2（LG2）和qAB_7.1（LG7）与ILL6002抗性相关

• 田间鉴定出qAB_1.1（LG1）和qAB_3.2（LG3），后者解释29.6%变异

• 病原型2抗性QTL与病原型1位点空间分离

白粉病意外发现

玻璃温室爆发的白粉病自然感染揭示：

• 染色体3上qPM_3.1位点（LOD=11.8）解释24.9%表型变异

• 抗性源于ILL6002，区域含5个RGA但无MLO同源基因

• 与病原型2抗性位点qAB_3.2存在遗传连锁（Rho=-0.213）

抗性机制进化分析

• qAB_2.1与历史标记AB_IH1、ral2共定位，证实印度头抗性在澳大利亚育种系谱中的持续利用价值

• 病原型1抗性可能与AlAvr1-1效应蛋白互作，但印度头不表现典型过敏反应（HR）

• 病原型2抗性机制尚未明确，可能与多基因微效叠加有关

应用前景展望

• 30K SNP芯片标记可直接整合到澳大利亚扁豆育种程序

• qAB_2.1精细定位可缩短候选基因区间至2.6 Mbp

• 白粉病抗性位点为非MLO途径研究提供新线索

这项研究通过创新性的实验设计和多组学整合分析，不仅阐明了印度头品种的多病原型抗性遗传架构，更建立了标记辅助选择的技术体系，为应对不断进化的病原菌群体提供了科学解决方案。