论文部分内容阅读
苹果腐烂病是我国苹果产业发生最为严重的真菌病害之一,该病害危害严重、防治困难,并且绝大多数苹果栽培品种均可感染此病。因此,确定苹果对腐烂病菌的抗病位点、研究抗病候选基因,将为苹果腐烂病的抗病育种奠定基础,对我国苹果产业具有重要意义。利用苹果腐烂病菌株03-8分别在休眠期、萌芽前、新梢迅速生长期、新梢缓慢生长期和落叶前接种5份苹果种质资源,发现种质资源在休眠期最为抗病,在新梢迅速生长期表现出最大的抗性差异。2012～2015年休眠期(2～3月)和2016年新梢生长期(6～7月)利用苹果腐烂病菌株 03-8 和 xc56 接种’红玉(Malus cdomestica)’ × ’金冠(M.domestica)’ 杂交后代 1486 株;2010～2011年休眠期(3月)利用菌株03-8和xc56接种’紫塞明珠(M asiatica)’ × ’富士(M.domestica),杂交后代1667株。两个杂交群体的病斑长度均呈连续分布,表明其对腐烂病菌的抗性为加性多基因控制。利用2012～2016年’红玉’ × ’金冠’杂交群体接种的病斑长度,以及本实验室已构建的高密度SNP遗传连锁图谱,定位得到32个休眠期抗性QTLs和7个新梢生长期抗性QTLs。不同时期的抗性QTLs之间没有重叠或相邻,表明同一杂交群体在不同时期对腐烂病菌的抗性位点不同。利用2010～2011年’紫塞明珠’ × ’富士’杂交后代接种的病斑长度,以及本实验室已构建的种间遗传连锁图谱,定位得到2个腐烂病抗性QTLs。两个杂交群体的抗性QTLs对应的染色体区域不重叠或相邻,表明不同杂交群体对腐烂病菌的抗性位点不同。两个杂交群体41个抗性QTLs的贡献率在4.4～13.3%之间,表明苹果对腐烂病菌的抗性由多个微效基因决定。根据上述41个抗性QTLs,得到3个在年份间稳定并且菌株间一致的位点,以此为基础进行苹果腐烂病抗性的候选基因预测。它们是G13-1、G13-2和J15-1,共包含568个基因。利用’红玉’和’金冠’的重测序数据,筛选出149个含有双亲间非同义SNP或indel的基因。根据基因功能注释筛选出19个与苹果腐烂病抗性密切相关的基因。在双亲中克隆测序,证实9个基因中的18个非同义SNPs客观存在。在杂交后代中扩增测序,保留在随机群体中符合1:1分离,并且在极端抗、感群体中出现偏分离的5个SNPs^其中,SNP7和SNP11分别位于候选基因MDP0000156108和MDP0000629440的编码区且能导致非同义编码,将其选为腐烂病抗性候选基因。SNP1和SNP2/3位于候选基因MDP0000748479和MDP0000127348上游且能改变预测元件,对其进行基因表达量分析。MDP0000127348在抗病杂合株和感病纯合株之间并无表达模式的差异,因此排除该基因。至此得到3个苹果腐烂病抗性候选基因,分别为剪切因子MdCC1(MDP0000748479)、丝氨酸/苏氨酸激酶受体蛋白MddRLK(MDP0000156108)和转录因子MdoMYB194(MDP0000629440)。总的来说,本研究通过正向遗传学研究方法,在全基因组范围内定位得到3个年份间稳定并且菌株间一致的腐烂病抗性位点,并在其中预测得到3个抗病候选基因,对我国苹果腐烂病的抗病育种具有重要指导价值。