利用分子标记与田间表型鉴定对96个甜菜品种进行丛根病、根结线虫病和根腐病的抗性评价

《Horticulturae》:Resistance Evaluation of 96 Sugar Beet Varieties to Rhizomania, Root-Knot Nematode, and Root Rot Using Molecular Markers and Field Phenotyping

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月06日 来源:Horticulturae 3.4

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  甜菜(Beta vulgaris L.)是全球主要的糖料作物,然而丛根病、根结线虫病和根腐病严重制约了其产量和品质。筛选抗性种质对甜菜抗病育种和可持续生产至关重要。在本研究中,研究人员通过分子标记检测和田间病圃试验评估了96个引进甜菜品种的病害抗性。结果表明,

  
甜菜(Beta vulgaris L.)是全球主要的糖料作物,然而丛根病、根结线虫病和根腐病严重制约了其产量和品质。筛选抗性种质对甜菜抗病育种和可持续生产至关重要。在本研究中,研究人员通过分子标记检测和田间病圃试验评估了96个引进甜菜品种的病害抗性。结果表明,76个品种(79.2%)携带丛根病强抗性基因型,20个品种(20.8%)携带弱抗性基因型。对于根结线虫病,87个品种(90.6%)为杂合抗性,9个品种(9.4%)为纯合感病;本研究未检测到纯合抗性基因型。田间根腐病评价显示,发病率范围为15.45%至100%。仅有1个品种(KWS7772)被评为抗病(R),占1.0%,2个品种被评为中抗(MR),占2.1%。在所有测试品种中,KWS7748表现出对丛根病、根结线虫病和根腐病的复合抗性。这些发现为甜菜抗病育种提供了候选抗性种质资源和测试条件下的基础抗性数据;在推荐这些品种进行商业化部署之前,需要进一步的多环境、多年份验证,尤其是根腐病抗性。
甜菜是全球重要的糖料作物,但丛根病、根结线虫病和根腐病等土传病害严重制约其产量和品质。丛根病由甜菜坏死黄脉病毒(BNYVV)经多粘菌(Polymyxa betae)传播,病原持久难以根除;根腐病由多种土传病原菌复合侵染,常造成严重经济损失;根结线虫病主要由南方根结线虫(Meloidogyne incognita)引起,在我国的发生蔓延已成为限制农业可持续发展的生物胁迫。我国甜菜产区主要分布在东北、西北和华北,生产中99%的品种为单胚型且主要依赖进口。传统抗性鉴定方法费时低效且易受环境影响,而分子标记技术快速稳定,且我国对进口商业甜菜品种的多病害抗性评价尚属空白,因此开展大规模、结合分子标记与田间表型鉴定的抗性评价十分必要。本研究旨在系统评价96个引进甜菜品种对这三大病害的抗性,筛选多抗种质,为抗病育种和生产品种布局提供依据。

研究人员利用分子标记对96个来自5个国家6家育种公司的甜菜品种进行丛根病和根结线虫病抗性基因型鉴定,并在重病田进行根腐病田间表型鉴定。结果显示,79.2%的品种携带丛根病强抗性基因型,90.6%的品种为根结线虫病杂合抗性;根腐病整体抗性较低,仅筛选出1个抗病品种和2个中抗品种;KWS7748表现对三种病害的复合抗性。这些发现填补了我国商业甜菜品种大规模多病害抗性评价的空白,为产区品种合理布局和国内抗病育种亲本选择提供了可靠的数据支持与优良种质资源。相关论文发表在《Horticulturae》上。

主要技术方法包括:采用CTAB法提取96个品种(来自5个国家6家育种公司)的混合叶片DNA;利用与Rz1紧密连锁的抗病基因类似物(RGA)标记和根结线虫抗性相关标记进行降落PCR扩增,经琼脂糖凝胶电泳判读目标条带进行基因分型;在黑龙江主产区自然病圃(以镰孢菌和丝核菌为主)采用随机完全区组设计进行根腐病田间表型鉴定,按NY/T 3925-2021标准调查发病率(MD)并计算病情指数(DI)。

3.1 基于分子标记的甜菜丛根病抗性基因型鉴定分析:利用与Rz1紧密连锁的RGA标记cZR-3对96个品种进行PCR扩增,结果76个品种(79.2%)同时扩增出620 bp和490 bp的特异条带,判定为强抗性基因型;20个品种(20.8%)仅扩增出其中一条目标条带,判定为弱抗性基因型;未发现完全无目标条带的纯合感病类型。不同育种公司间抗性比例差异明显:DLF Seeds全部为强抗性类型,SES Vanderhave强抗性比例为87.9%,而KWS仅有46.2%的强抗性类型,弱抗性类型占一半以上。

3.2 基于分子标记的甜菜根结线虫病抗性基因型鉴定分析:利用抗性相关标记对96个品种进行检测,87个品种(90.6%)同时扩增出555 bp内对照、478 bp和124 bp三个条带,判定为杂合抗性基因型;9个品种(9.4%)仅扩增出555 bp和124 bp条带,缺少478 bp条带,判定为纯合感病基因型;
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