《Euphytica》:Selection of lettuce progenies for soft rot resistance, response to Meloidogyne incognita, and desirable morpho-agronomic traits
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在巴西栽培的叶菜类中,生菜(Lactuca sativa L.)是最广泛消费的蔬菜之一,也是小农农业中最重要的作物之一。然而连作有利于土传病原菌积累,如南方根结线虫(Meloidogyne incognita)和胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(Pectobact
在巴西栽培的叶菜类中,生菜(Lactuca sativa L.)是最广泛消费的蔬菜之一,也是小农农业中最重要的作物之一。然而连作有利于土传病原菌积累,如南方根结线虫(Meloidogyne incognita)和胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum),导致产量和商品品质显著下降。此外,早熟抽薹(premature bolting)限制了生菜品种对热带种植条件的适应。研究人员旨在筛选同时具备软腐病抗性、对 M. incognita 有利反应、早抽薹耐受性及优良形态农艺性状的平滑叶生菜后代。为此,研究人员将品种 Vitória de Santo Ant?o 与 Beta 品系杂交,获得 F?、F2:3 和 F2:4 后代。在 F? 中,608 个后代经软腐病抗性评价并初筛对 M. incognita 的反应;入选后代进一步按线虫繁殖系数(reproduction factor, RF)评价。后续世代评价软腐病抗性、早抽薹耐受性和形态农艺特征。F2:3 中有 6 个后代抗软腐病,后代 202 对早抽薹耐受性最高;F2:4 中 27 个后代保持对软腐病有利反应,其中 172–12、202–11、172–08、202–42、023–02、202–37 和 202–30 兼具理想农艺性状。结果表明该选择策略可有效鉴定出可推进至生菜育种程序后续阶段的优异育种材料。
研究背景方面,生菜(Lactuca sativa L.)是全球广泛消费的叶菜,在巴西小农农业中因投资低、周期短而重要。但连续栽培导致土传病原体积累,南方根结线虫(Meloidogyne incognita,一种引起根结的 plant-parasitic nematode)和胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum,引起软腐病的 enterobacterium)造成产量与商品品质损失;同时热带高温下早熟抽薹(premature bolting,营养生长提前转向生殖生长)使叶片变苦、限制品种适应。商业品种对 M. incognita 多感病,而软腐病在巴西伯南布哥多地发生率高。因此研究人员希望把软腐病抗性、对线虫有利反应、早抽薹耐受性和商品化形态农艺性状聚合到平滑叶生菜材料中。该研究论文发表于《Euphytica》。
主要关键技术方法上,研究人员以品种 Vitória de Santo Ant?o 为母本、UFLA 育成的 Beta 品系为父本进行人工杂交,获得 F? 后繁育 F?、F2:3、F2:4 后代;F? 大群体 608 株在 128 孔 EPS 托盘温室中联合接种 P. carotovorum subsp. carotovorum 与 M. incognita race 1 进行初筛,线虫初筛入选者再提根计卵求繁殖系数(RF);后续 F2:3 以随机区组试验评软腐病抗性与播种至初花天数,F2:4 以随机区组试验评软腐病抗性、田间形态农艺性状并用基因型—理想型选择指数(genotype–ideotype selection index)估遗传增益;样本队列来自杂交分离后代及四个商业对照品种/品系。
Results and discussion
研究人员在 F? 中 54.77% 个体同时满足软腐病初选与根结严重度≤3 的 M. incognita 初筛标准,说明分离群体重组了有利等位基因;由 F? 进 F2:3 时因软腐病与 Cercospora 叶斑病丧失 92.5% 个体,仅 16 株产种,RF 均<1.0 印证初筛有效。F2:3 软腐病评选中,023、075、172、202、568、610 与抗性对照 Vitória de Santo Ant?o 无显著差异,172 和 610 严重度最低。F2:3 早抽薹评选中,202 播种至初花 92.28 天水平最高,表现越亲(transgressive)耐受。F2:4 软腐病评选中 27 个后代不劣于对照,023–27 均值最低。F2:4 形态农艺评选中,株径、叶数、鲜重等具高遗传力;202–11 株径 34.2 cm、农艺综合优但株高易倒;172–12 叶数同 Regina 71;叶宽与叶数呈强负基因型相关,鲜株重与鲜叶重强正相关。
讨论部分总结为:早期单株初筛适合大群体,根结严重度结合 RF 可提高可靠性;连续选择提高软腐病纯合抗性比例;形态性状遗传力高,基因型—理想型指数能集中产量相关性状增益;平滑叶、黄绿叶色、晚抽薹与多抗聚合材料适合热带集约生产。
Conclusions
该选择策略有效鉴定出兼具软腐病抗性、对 M. incognita 有利反应及优良形态农艺性状的生菜后代;172–12、202–11、172–08、202–42、023–02、202–37、202–30 被确定为可推进育种程序及未来品种开发的优异材料。