辣椒疫病抗性資源‘CM334’的抗性遺傳分析

徐小萬， 曾 莉，， 曹必好， 王恒明， 田永紅， 李 穎＊

（1.廣東省農業蔬菜研究所，廣州 510640； 2.華南農業大學園藝學院，廣州 510642）

辣椒疫病抗性資源‘CM334’的抗性遺傳分析

徐小萬1， 曾 莉1，2， 曹必好2， 王恒明1， 田永紅1， 李 穎1＊

（1.廣東省農業蔬菜研究所，廣州 510640； 2.華南農業大學園藝學院，廣州 510642）

采用經典遺傳分析方法，對來源于美國辣椒疫病抗性資源 ‘CM334’的疫病抗性遺傳規律進行了研究。試驗將‘CM334’與疫病高感自交系‘949’配制雜交組合，并構建雜交組合的6個世代（P1，P2，F1，F2，B1和B2），用苗期傷根灌根接種法對其各世代群體植株進行抗性鑒定，并進行χ2的適合性測驗。結果表明：‘CM334’的抗疫病性狀遺傳符合一對顯性基因控制模式。

辣椒； 抗疫病； 遺傳規律

辣椒疫病是由辣椒疫霉（Phytophthora capsiciLeon）引起的一種世界毀滅性真菌病害［1］，主要以土壤和雨水傳播，能引起大面積死苗，還可造成葉片枯萎、莖稈出現壞死斑、果實腐爛等多種癥狀［2－3］，最終導致大量減產，甚至絕收，成為影響辣椒生產的主要因素之一。廣泛搜集并篩選抗源，培育和利用抗病品種是防治該病最經濟有效的措施。辣椒疫病抗性遺傳研究始于Smith等［4］，隨后國內外有許多學者致力于此方面的研究，但辣椒對辣椒疫霉的抗病性表現為遺傳多樣化，不同的抗病性品種甚至不同的株系，其抗疫病遺傳方式也不盡相同，分別表現為單基因遺傳、寡基因遺傳和多基因遺傳［3－6］。2008年廣東省農業科學院蔬菜研究所引進美國高抗疫病資源‘CM334’，為有效利用其抗性，本研究采用傳統遺傳分析方法對其進行了抗性遺傳分析。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試材料

辣椒抗疫病材料‘CM334’（P1）由美國引進，株高平均110.0cm，分枝能力強，遲熟，果長12.0cm、果寬2.0cm，果皮綠色。感病材料‘949’（P2），經12代自交純化，植株生長勢強，株高約87.0cm，果實羊角形，果長19.0cm、果寬2.7cm，果皮綠色。

1.1.2 供試病原菌

供試病原菌為辣椒疫霉（Phytophthora capsiciLeon）強致病力菌株，由華南農業大學提供。將保存的菌株活化，然后在胡蘿卜瓊脂培養基（CA）上，26℃、12h光暗交替恒溫箱中培養10d，備用。

1.2 試驗方法

1.2.1 抗性遺傳群體的配制

本試驗在廣東省農科院蔬菜研究所白云實驗基地進行。以‘CM334’（P1）為母本，‘949’為父本（P2）雜交得到F1，反交F1，F1自交得到F2，回交得到B1（F1×P1）和B2（F1×P2）世代種子。

1.2.2 播種育苗

2010年2月24日，將‘CM334’、‘949’、P1×P2、P2×P1、F2、B1、B2于廣東省農科院蔬菜研究所白云實驗基地大棚內營養缽（9cm×9cm）育苗，營養土經過福爾馬林消毒，其中一致群體‘CM334’、‘949’、P1×P2、P2×P1分別播種36粒，分離群體F2、B1和B2分別播種154粒。完全隨機區組排列，管理按常規方法進行。

1.2.3 接種方法

當幼苗6～8片葉時進行人工接種，按鄭小波［7］敘述的方法配制游動孢子接種液，用苗期傷根灌根法接種辣椒疫霉，于距植株根際1～2cm處用小刀插傷根部，再用針筒小心注入接種液，每株接4×104個游動孢子。

1.2.4 病情調查與分級標準

接種后待感病材料‘949’開始發病時進行調查，每隔1d調查一次，于感病材料‘949’基本死亡時停止調查，調查分級標準按以下6級劃分：0級，不發病；1級，幼苗根、莖部變黑，葉片不萎蔫或可恢復性萎蔫；2級，根莖變黑達1～2cm，葉部不可恢復性萎蔫，下部葉片偶有脫落；3級，幼苗根莖部變黑超過2cm，葉片明顯萎蔫或落葉明顯；4級，幼苗根莖部變黑縊縮，除生長點外全部落葉或植株萎蔫；5級，植株枯死。發病級數在4級以下（0～3級）的植株均認定為抗病株，而發病達4～5級者則劃分為感病株。F2、B1及B2群體的抗感植株分離比例采用χ2測驗進行適合性分析。

2 結果與分析

2.1 親本及F1代植株的抗病性

接種試驗表明（表1），‘CM334’抗病材料36株幼苗病級都是0級，表現高抗疫病；而‘949’感病材料31株幼苗病級處于5級，5株幼苗病級處于4級，表現高感疫病；正交（P1×P2）和反交 （P2×P1）所獲F1代群體各36株幼苗病級處于0級，都表現高抗病性（表1）。這表明材料‘CM334’的抗疫病性狀由細胞核遺傳而非細胞質遺傳，且屬于顯性遺傳。

2.2 F2代和回交一代植株的抗病性

在F2代分離群體中，被鑒定的154株幼苗中有118株為抗病型、36株為感病型，經χ2測驗其抗感植株分離比例符合3R∶1S理論比例（χ2C｛3∶1｝＝0.216＜3.84）；而回交B2代分離群，在鑒定的154株幼苗植株中有74株為抗病型，80株為感病型，經χ2測驗其抗感植株分離比例符合1R∶1S理論比例（χ2C｛3∶1｝＝0.234＜3.84）；在回交B1代分離群體中，鑒定的154株幼苗一致表現為抗病型，說明‘CM334’的抗疫病性狀遺傳符合一對顯性基因控制模式。

表1 辣椒P1、P2、F1、F2、B1 和B2 群體的抗疫病性表現

3 討論

辣椒疫病作為世界性的病害，早已受到各國的重視。國內外學者已對病原菌的生物學特性、寄主的抗性機制、抗病性鑒定方法、抗病遺傳規律等方面進行研究，取得了重要進展。目前已鑒定了一些抗性材料，如美國抗性資源‘CM334’［6，8］，中美洲抗性材料 ‘PI201234’［9］、‘AC2258’［10］、‘PI201232’［11］、泰 國 抗 性 材 料 ‘Bangchang’［12］、印 度 抗 性 材 料‘P038’［12］。但是辣椒疫病抗性遺傳具有多樣化特性，如‘CM334’的抗性遺傳規律已爭論了多年，Guerrero-Moreno和 Laborde［13］研究表明，兩個非連鎖隱性基因控制著‘CM334’抗性遺傳；而Reifschneider 等［14］、Walker和 Bosland 等［15］則 認 為‘CM334’抗性遺傳受2個顯性基因控制；但Ortega等［9，16］推測‘CM334’抗性遺傳受3個基因或多個等位基因控制；Lefebvre和Palloix推斷多基因控制‘CM334’抗性遺傳，存在加性效應和上位性效應［10］。究其原因一方面辣椒基因組存在豐富的抗性基因，另外辣椒疫病抗性表達具有較為復雜的機制，由此不同病原菌株、鑒定方法及抗性鑒定標準等的不同得出的結果不盡相同。

為有效利用引進美國抗性資源，本研究所采用的抗性材料‘CM334’和感病材料‘949’雜交后，所獲得F2代植株的抗感分離比為3∶1，而與感病材料‘949’回交所得B2代植株的抗感分離比為1∶1，表明抗性材料‘CM334’的抗病性由1對顯性基因控制。這與Walker和Bosland等［15］的研究結果一致。由于抗性材料‘CM334’的抗病性由一對顯性基因控制，因此容易通過遺傳改良的方法將其疫病抗性基因轉育到具有優良商品性狀的品種或育種材料之中。在本研究的基礎上，我們將有效地結合分子生物學技術，相信辣椒抗疫病育種將取得更大進展。

［1］ Quirin E A，Ogundiwin E A，Prince J P，et al.Development of sequence characterized amplified region（SCAR）primers for the detection of Phyto.5.2，a major QTL for resistance toPhytophthora capsiciLeon in pepper［J］.Theor Appl Genet，2005，110：605-612.

［2］ Thabuis A，Palloix A，Pflieger S，et al.Comparative mapping ofPhytophthoraresistance loci in pepper germplasm：evidence for conserved resistance loci across Solanceae and for a large genetic diversity［J］.Theor Appl Genet，2003，106：1473-1485.

［3］ Oelke L M，Bosland P W，Steiner R.Differentiation of race specific resistance toPhytophthoraroot rot and foliar blight inCapsicum annuum［J］.J Am Soc Hortic Sci，2003，128：213-218.

［4］ Smith P G，Kimble K A，Grogan R G，et al.Inheritance of resistance in pepper toPhytophthoraroot knot［J］.Phytopathology，1967，57：377-379.

［5］ Pflieger S，Palloix A，Caranta C，et al.Defense response genes co-localize with quantitative disease resistance loci in pepper［J］.Theor Appl Genet，2001，103：920-929.

［6］ Thabuis A，Lefebvre V，Bernard G，et al.Phenotypic and molecular evaluation of a recurrent selection program for a polygenic resistance toPhytophthora capsiciin pepper［J］.Theor Appl Genet，2004，109：342-351.

［7］ 鄭小波.疫霉菌及其研究技術［M］.北京：中國農業出版社，1997：102-132.

［8］ Lefebvre V，Palloix A.Both epistatic and additive effects of QTL are involved in polygenic induced resistance to disease：a case study，the interaction pepper-Phytophthora capsiciLeonian［J］.Theor Appl Genet，1996，93：503-511.

［9］ Ogundiwin E A，Berke T F，Massoudi M，et al.Construction of 2intraspecific linkage maps and identification of resistance QTL forPhytophthora capsiciroot-rot and foliar-blight diseases of pepper（Capsicum annuumL.）［J］.Genome，2005，48：698-711.

［10］Sugita T，Yamaguchi K，Kinoshita T，et al.QTL analysis for resistance to phytophthora blight（Phytophthora capsiciLeon.）using an intraspecific double-haploid population ofCapsicum annuum［J］.Breed Sci，2006，56：137-145.

［11］Ortega G R，Espanol C P，Zueco J C.Interaction in the pepper-Phytophthora capsicisystem［J］.Plant Breed，1995，114：74-77.

［12］李智軍，龍衛平，鄭錦榮，等.2個辣椒疫病抗性資源的抗性遺傳分析［J］.華南農業大學學報，2008，29（2）：30-33.

［13］Guerrero-Moreno A，Laborde J A.Current status of pepper breeding for resistance toPhytophthora capsiciin Mexico［C］∥Synopses 4th Meet Capsicum Working Group Eucarpia I V T，Wageningen，1980：52-56.

［14］Reifschneider F J B，Boiteux L X，Della Bechia P T，et al.Inheritance of adult-plant resistance toPhytophthora capsiciin pepper［J］.Euphytica，1992，62：45-49.

［15］Walker S J，Bosland P W.Inheritance ofPhytophthoraroot rot and foliar blight resistance in pepper［J］.J Am Soc Hort Sci，1999，124：14-18.

［16］Ortega R G，Palazon-Espanol C，Cuartero-Zueco J.Genetics of resistance toPhytophthora capsiciin the pepper line‘SCM-334’［J］.Plant Breed，1991，107：50-55.

Genetic analysis of the variety‘CM334’of hot pepper resistant toPhytophthorablight

Xu Xiaowan1， Zeng Li1，2， Cao Bihao2， Wang Hengming1， Tian Yonghong1， Li Ying1
（1.Research Institute of Vegetables，Guangdong Academy of Agricultural Sciences，Guangzhou510640；2.College of Horticulture，South China Agricultural University，Guangzhou510642，China）

The inheritance of the variety‘CM334’of hot pepper from America，resistant toPhytophthoracapsici，was studied by the traditional genetic analysis method.The six populations（P1，P2，F1，F2，B1and B2）derived from the crosses between highly resistant inbred line‘CM334’（P1）and the highly susceptible inbred line‘949’（P2）were sowed in nutritive cups.The resistance of the plants of each population was evaluated by irrigating method，and the segregation ratios between the resistant and susceptible plants in F2and B2populations were analyzed byχ2test.The results showed that a single pair of nuclear and dominant gene controlled the resistance in the inbred line‘CM334’.

hot pepper； resistance toPhytophthora capsici； heredity

S 436.418

A

10.3969／j.issn.0529-1542.2011.05.037

2011-03-14

2011-03-31

國家“863”計劃子項目（2008AA10Z150-53）；廣東省科技計劃項目（2009B060600004，2010B020304001）；現代農業產業技術體系建設專項

＊ 通信作者 Tel：020-38469605；E-mail：ly3869＠yahoo.com.cn