Hortic Res | 中国农科院郑州果树研究所葡萄资源与育种团队在野生葡萄抗白腐病研究中取得新进展

发布时间：

2023-05-29

来源：

园艺研究

我国是葡萄的重要起源中心之一，起源于我国的有38个种，占世界葡萄植物学种的60%，均以野生状态存在。刺葡萄主要分布在长江中下游地区，适应湿热气候，抗病性极好。由于葡萄栽培种主要起源于西亚和地中海，适宜干旱少雨的气候条件，因此在我国中东部种植病害严重，露地种植难以生产优良品质的果品。挖掘刺葡萄的抗病基因，培育适宜我国中东部气候的葡萄新品种是解决产业问题的主要途径。

在团队的前期研究中发现，刺葡萄单性花的种类是原始种类，而广泛分布的两性花种类中带有栽培种的基因。为了挖掘刺葡萄中的抗性基因，研究团队利用刺葡萄雄株做父本，栽培种美人指做母本，构建了种间杂交群体，为开展进一步研究奠定了基础。葡萄白腐病是由致病菌Coniella diplodiella（Speg.）Sacc引起的真菌性病害，是葡萄生产中重要的病害之一，研究团队以该病为研究切入点，开展刺葡萄抗病基因的挖掘研究。

2023年4月，Horticulture Research上线了（Advance Access）中国农科院郑州果树研究所葡萄资源与育种团队题为 QTL detection and candidate gene analysis of grape white rot resistance by interspecific grape (V. vinifera L. x V. davidii Foex.) crossing 的研究论文。

团队前期通过对资源圃2000余份种质进行鉴定，发现‘刺葡萄0940’的雌株和雄株是中国野生葡萄中抗白腐病性最强的种质。在此基础上，本研究采用全基因组重测序对‘美人指（V.vinifera）’和‘0940（V.davidii♂）’及其杂交一代（F₁）个体进行基因分型，构建了连锁遗传图谱。该遗传图谱包含9337个SNP标记，生成的总遗传距离为3075.9 cM，标记之间的平均遗传距离为0.3cM，遗传图谱和葡萄物理图谱具有高共线性，目前是刺葡萄质量最高的遗传图谱。利用该遗传图谱，在3号染色体上确定了连续三年稳定的白腐病抗性QTL位点（图1）（qRCd-3-3，qRCd-3-5，qRCd-3-6）。使用Kruskal-Wallis方法对稳定QTL位点的SNP标记与F₁后代抗白腐病的表型数据进行关联分析，发现当F₁后代在SNP标记（Marker663881）处是纯合（TT）基因型的个体的病斑直径更小。结合转录组分析挖掘到抗白腐病关键基因PR1并通过功能研究发现PR1融合蛋白可以抑制白腐病菌丝的生长，过表达PR1基因可以提高感病葡萄对白腐菌的抗性（图2）。

图1 QTL定位结果

图2 PR1基因功能解析

中国农科院郑州果树研究所博士生李鹏为该论文第一作者，张颖研究员，刘崇怀研究员和华中农业大学刘继红教授为通讯作者。该论文得到了国家重点研发计划（No.2021YFD1200200）、国家自然科学基金（31872057）、国家现代农业产业技术体系建设专项资金项目（CARS-29）和中国农业科学院科技创新工程专项经费项目（CAAS-ASTIP-2021-ZFRI）的资助。

作者团队介绍

中国农业科学院郑州果树研究所葡萄资源与育种创新团队，依托国家葡萄桃种质资源圃（郑州），开展葡萄种质资源收集保存、鉴定评价、种质创新和新品种培育工作，目前承担国家产业技术体系、国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目和课题，在葡萄种质资源精准评价、基因挖掘和种质创新方面取得了进展，一定程度上支撑和促进葡萄科研与产业发展。

团队合照

文章链接：

‍https://doi.org/10.1093/hr/uhad0‍63‍

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