番茄对晚疫病的株龄相关抗性及Ph-3的抗性机制

目前已明确番茄抗晚疫病R基因表现明显的株龄相关抗性(Age-related Resistance,ARR),但抗晚疫病QTL的抗性规律尚不明确。以携带抗晚疫病基因Ph-3的栽培种番茄(Solanum lycopersicum)‘CLN2037B’和野生种醋栗番茄(S.pimpinellifolium)‘L3708’以及易感病材料栽培种番茄(S.lycopersicum)‘LA2818’为对照,对含有抗晚疫病QTL的多毛番茄(S.habrochaites)‘LA2099’、‘LA1033’和‘LA1777’是否也存在株龄相关抗性进行了分析。结果表明,携带抗晚疫病QTL的3个材料的6叶期和9叶期植株病情级数均比3叶期明显降低,表明QTL抗性与株龄相关。利用乙烯、水杨酸和茉莉酸素合成或缺失的突变体和病毒诱导基因沉默(Virus Induced Gene Silencing,VIGS)技术,初步明确了乙烯和水杨酸参与6叶期Ph-3基因介导的对晚疫病的抗性,而茉莉酸不参与。     

野生西瓜种质PI296341-FR抗枯萎病菌生理小种2的遗传规律

 以抗枯萎病的野生西瓜种质PI296341-FR和高度感病的高品质西瓜自交系97103为亲本杂交,获得P₁,P₂,F₁,B₁,B₂,F₂等6世代及RILs（F₂S₈）永久分离群体。采用植物数量性状主基因 + 多基因混合遗传模型,进行6世代联合分析和RILs（F₂S₈）联合分析,探讨PI296341-FR对西瓜枯萎病菌生理小种 2 的抗性遗传规律。6世代分析结果表明,对生理小种2的抗性遗传符合1对加性主基因 + 加性—显性多基因遗传模型,主基因遗传率在B₁,B₂和F₂群体中分别为31.8%,23.4%和48.6%,加性效应为0;多基因遗传率为16.5% ~ 43.9%,加性效应为2.24,显性效应为–0.75。RILs（F₂S₈）联合分析显示,对生理小种2的抗性遗传符合3对连锁的等加性主基因遗传模型,主基因遗传率为66.2%,加性效应–0.51,主基因间重组率0.16。两种遗传模型分析结果显示：PI296341-FR对西瓜枯萎病菌生理小种2的抗性遗传由主基因和微效基因共同控制,微效基因加性效应与显性效应的绝对值均高于主基因。     

辽宁部分地区番茄晚疫病菌生理小种及抗病性鉴定

将番茄材料Ts19、Ts33、W.Va700、L3708和LA1033作为鉴别寄主,对辽宁省沈阳、新民、岫岩的番茄晚疫病菌的6个菌株进行了生理小种鉴定,结果共鉴定出3个生理小种,即生理小种T0、T1和T1,2。引进的抗病材料CLN2037G、CLN2037H对辽宁地区番茄晚疫病菌生理小种T1,2表现为抗病,抗性明显优于当地材料。辽宁当地主栽品种对晚疫病没有抗性,全部枯死。     

中国18 省市番茄晚疫病菌生理小种的鉴定

 利用5 个含有不同单显性抗番茄晚疫病基因的番茄材料Ts19、Ts33、W1Va700、LA1033 和L3708为鉴别寄主, 对我国18 省、市、自治区的番茄晚疫病菌201 个纯化分离物进行了生理小种鉴定。结果共鉴定出8 个小种, 即生理小种T0、T1、T1 ,2 、T1 ,2 ,3 、T1 ,2 ,3 ,4 、T1 ,4 、T1 ,2 ,4 和T3。其中, 小种T1 和T1 , 2是主流小种, 地理分布最广和发生频率最高, 分别在13 和11 个省市出现, 占样本总数的28.8 %和28.4 %;其次是小种T0 和T1 ,2 ,3 , 分别在8 和7 个省市出现, 分别占1819 %和819 %; 再其次是小1 ,2 ,3 ,4 , 在4个省市有发生, 占710 %; 小种T1 ,2 ,4 、T1 ,4 和T3 分布均少, 仅在1～2 个省市发生, 分别占3.0 %、2.5 %和2.5 %。这是我国的首次报道, 为番茄晚疫病的抗源材料筛选和抗病育种提供了病理学依据。     

类番茄茄LA2951抗黄瓜花叶病毒QTL的定位

 类番茄茄（Solanum lycopersicoides）高抗黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus,CMV）。通过4次独立试验,对来自类番茄茄LA2951的渐渗系（Introgression Line,IL）采用摩擦接种法,人工接种CMV亚组Ⅱ进行了筛选,定位了8个抗CMV的QTL,它们分别位于番茄第2、7、8、9、10、11和12染色体上,均可显著降低植株的病情指数,与前人已鉴定的来自多毛番茄（S. habrochaites）LA1777和智利番茄（S. chilense）LA0458的抗CMV位点不同位,为抗CMV新位点。通过对抗CMV的IL初步分析发现,这些IL包含的QTL呈现不完全显性遗传效应,QTL聚合为完全加性效应。     

热激胁迫对番茄果实表面光系统活性的影响

 以‘保罗塔’番茄果实为试材,采用叶绿素成像荧光仪（MINI-IMAGING-PAM）和QE65000光谱议测试分析了热激胁迫对番茄果实表面光化学活性和叶绿素荧光光谱的影响。结果表明：在较低的热激胁迫下（36 ~ 43 ℃）,最大光化学量子产量F_v/F_m稳中有降,反映温度胁迫引起PSⅡ功能的部分抑制,而此时调节性能量耗散量子产量Y（NPQ）的增加耗散了过剩光能,以减轻过剩光能对光合机构的进一步伤害;当温度超过43 ℃时,非调节性能量耗散的量子产量Y（NO）显著增加,F_v/F_m、PSⅡ天线转化效率F_v′ /F_m′ 和电子传递ETR急剧下降,Y（NPQ）开始下降,表明PSⅡ反应中心的天线色素耗散机制可能遭到破坏,对高温胁迫的自我调节功能开始下降,PSⅡ反应中心已开始失活,光抑制程度加重;当温度超过果实表面PSⅡ蛋白复合体变性中点温度51.4 ℃时,激发能分配不平衡偏离系数（β/α–1）显著上升,叶绿素荧光衰减率Rfd急剧下降,反映此时激发能分配严重失衡,番茄潜在的CO₂同化能力极弱。通过对标准状态变性自由能变△GD计算的变性中点温度T_m得出,T_m（F_v/F_m）大于T_m[Y (II)],说明PSⅡ的耐热性稍强于整个光合作用。     

外源NO对干旱胁迫下平邑甜茶幼苗叶绿素荧光参数和光合速率的影响

 以20%聚乙二醇（PEG6000）处理模拟干旱,利用一氧化氮（nitric oxide,NO）供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）处理平邑甜茶[Malus hupehensis（Pamp.）Rehd.]幼苗,探讨外源NO对水分胁迫下平邑甜茶幼苗叶绿素荧光参数和光合速率的影响。结果表明：水分胁迫下平邑甜茶幼苗Fo显著上升,F_v/F_m、q_P、ETR、Yield、叶绿素含量和光合速率显著降低,q_N在胁迫的前3 d呈上升趋势,之后大幅度下降;通过外施不同浓度的SNP（100 ~ 700 μmol · L^-1）均使水分胁迫下平邑甜茶幼苗 F_o上升及F_v/F_m、ETR、q _P、Yield、叶绿素含量和光合速率下降幅度明显减小。不同处理缓解作用为：300 μmol · L^-1 SNP > 500 μmol · L^-1 SNP > 100 μmol · L^-1 SNP > 700 μmol · L^-1 SNP,其中300 ~ 500 μmol · L^-1 SNP处理缓解效应明显,但以300 μmol · L^-1 SNP处理效果最好。     

野生种醋栗番茄抗晚疫病资源的筛选与分析

利用从世界各地收集的182份野生种醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium L.),采用喷雾接种法接种我国晚疫病主流生理小种T_(0,1)和T_(1,2),旨在筛选出抗晚疫病的遗传资源。结果表明,182份种质资源中有25份种质对T_(0,1)小种表现稳定抗性,占总数的13.74%,其中免疫(I)1份,高抗(HR)5份,中抗(MR)19份;对T_(1,2)小种表现抗性的种质资源为22份,占12.09%,其中高抗种质3份,中抗19份。通过分析抗性种质的地理位置,发现抗性种质分布相对集中,主要来源于秘鲁首都利马。利用18个SNP分子标记对抗性种质进行聚类分析,将抗性种质分为两大类群,其中第Ⅰ类群包含13份种质,地理分布相对集中,抗性水平差异较小;第Ⅱ类群包含9份种质,地理分布相对分散,抗性水平差异较大。试验获得的抗晚疫病种质资源,尤其是高抗种质PI390730、LA1604、L03707,可作为优异抗源应用于番茄抗晚疫病育种。     

不同光强与温度处理对‘肉芙蓉’牡丹叶片PSⅡ光化学活性的影响

 以‘肉芙蓉’牡丹（Paeonia suffruticosa Andr.‘Roufurong’）叶片为材料,研究了100、700和1 400 μmol · m^-2 · s^-1光强下不同温度（15、20、25、30、35和40 ℃）处理对叶片光合特性和叶绿素荧光参数的影响。结果表明：随光强增加,叶片最大光化学效率（F_v/F_m）、光系统Ⅱ实际光化学效率（ΦPSⅡ）、光下开放的PSⅡ反应中心激发能捕获效率（F_v′/F_m′）和光化学猝灭系数（q_P）均显著下降,其中强光1 400 μmol · m^-2 · s^-1下最低。与室温（25 ℃）处理的叶片相比,低温（15 ℃）和高温（40 ℃）处理叶片F_v/F_m、Φ_PSⅡ、F_v′/F_m′、q_P急剧下降。同时,随光强增加,PSⅠ激发能分配系数α显著性降低,PSⅡ激发能分配系数β却显著升高,激发能分配严重偏离平衡。强光高温胁迫下,虽然叶片热耗散（NPQ）能力迅速增加,但是由于光化学效率的下降,光化学反应对激发能的利用大幅度下降,同时,由于两光系统激发能分配严重偏离平衡状态,过多的激发能分配给PSⅡ,导致PSⅡ激发压（1–q_P）增大,加剧了PSⅡ伤害程度。     

茄子果形遗传研究

 以果形差异显著的3个茄子高代自交系106（扁圆）、114（短筒）和111（长筒）为试验材料,用人工和计算机图像测定相结合获得果形指数和三角果形指数,通过P₁、P₂、F₁、B₁、B₂和F₂世代联合分析,研究茄子果形性状遗传规律。结果表明：组合Ⅰ（106 × 114）和组合Ⅱ（114 × 111）果形分离群体的果形指数以及组合Ⅰ分离群体的三角果形指数均呈单峰偏态分布,说明茄子果形属于数量性状,存在主基因效应;茄子果形性状符合D-2遗传模型,即符合一对加性主基因 + 加性—显性多基因模型;主基因遗传力以F₂代最高,多基因遗传力以B₂代最高。茄子果形性状遗传总体表现出多基因遗传特征,果形选择效率在F₂代中最高。     

番茄抗B型烟粉虱相关叶表腺毛性状及其次生代谢物质分析

以2份普通番茄、3份多毛番茄、1份潘那利番茄和2份醋栗番茄为试验材料,采用离体叶片接B型烟粉虱的方法,以番茄叶背表面虫卵量作为抗性鉴定指标,进行抗虫性鉴定;利用扫描电子显微镜观察番茄叶表腺毛形态,解剖镜计数叶片背面不同类型腺毛密度;利用GC–MS分析叶表次生代谢物质种类和相对含量;使用SAS V8进行方差分析(ANOVA)和多个变量间的简单相关性分析。抗虫性鉴定发现3份多毛番茄‘LA2329’、‘LA1777’、‘PI134417’和潘那利番茄‘LA0716’具有稳定的抗虫性,醋栗番茄‘TO937’随植株生长抗性相对增强,普通番茄‘9706’、‘LA3556’和醋栗番茄‘PI126933’不具有抗虫性。番茄叶表腺毛类型和密度分析显示:抗虫的3份多毛番茄叶表主要为有腺体的Ⅳ型和Ⅵ型腺毛,二者密度分别介于8.0~15.4和4.7~19.5个·mm~(-2);抗虫的潘那利番茄‘LA0716’和醋栗番茄‘TO937’叶表主要为有腺体的Ⅳ型腺毛,密度分别为15.4和6.7个·mm~(-2);不抗虫的普通番茄‘9706’、‘LA3556’和醋栗番茄‘PI126933’叶表主要为无腺体Ⅴ型腺毛,密度介于3.6~10.6个·mm~(-2),有腺体的Ⅳ型和Ⅵ型腺毛密度显著低于5份抗虫番茄材料,分别介于0~1.5和2.3~4.1个·mm~(-2)。番茄叶表次生代谢物质种类和含量分析显示:3份多毛番茄叶表萜类物质含量显著高于其他番茄材料;甲基酮类物质仅存在于多毛番茄‘PI134417’中;叶表蜡质含量在抗虫和感虫番茄材料间无显著差异。多个变量间的简单相关性分析显示:番茄叶表有腺体的Ⅳ型腺毛密度和萜类物质含量与叶表烟粉虱虫卵量负相关;无腺体腺毛密度与虫卵量显著正相关;有腺体的Ⅵ型腺毛密度与叶表萜类物质含量正相关,与虫卵量无相关性;叶表蜡质与8 h虫卵量负相关,与24 h虫卵量无相关性。叶表Ⅳ型腺毛密度和萜类物质含量可作为抗烟粉虱鉴定指标。烟粉虱倾向于在Ⅴ型腺毛浓密的番茄材料上产卵,抗烟粉虱育种时应注意剔除Ⅴ型腺毛密度较高的植株。Ⅵ型腺毛密度对烟粉虱无直接抗性,其主要是通过其产生的萜类物质发挥抗性。叶表蜡质短期内可以发挥一定抗性,无长效性。     

短期夜间低温对栽培番茄和野生番茄果实蔗糖代谢的影响

 在人工气候室内以低温敏感的栽培番茄（Solanum lycopersicon）‘Money Maker’和耐低温的野生番茄（S. habrochaites）‘LA1777’为试材,研究了短期（4 d）夜间15 ℃处理和9 ℃、6 ℃及其恢复处理对番茄果实糖含量和蔗糖代谢相关酶活性的变化。结果表明：6 ℃处理0.5 d,耐低温的番茄（‘LA1777’）果实中果糖和葡萄糖含量升高,低温敏感番茄（‘Money Maker’）果实中两种糖含量无显著变化。6 ℃处理‘Money Maker’中蔗糖和淀粉的含量显著降低,而‘LA1777’中含量提高。在恢复期,两种番茄的蔗糖含量均恢复到对照水平,6 ℃处理的葡萄糖和果糖未恢复到对照水平,而9 ℃与对照无显著差异。6 ℃处理降低两种番茄果实中转化酶和蔗糖合成酶（SS分解方向）的活性,无法恢复至对照水平,‘Money Maker’果实中SS合成方向的活性和蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性提高,而‘LA1777’变化不显著。说明短期夜间低温条件下耐低温的番茄是通过提高果实中总的碳水化合物含量来适应低温胁迫的,而低温敏感的番茄则是降低果实中碳水化合物含量来响应低温。     

番茄晚疫病抗性遗传规律研究

采用抗病品系‘CLN2037’和感病品系‘236’、‘238’为试材,通过田间抗感杂交、回交,于真叶期接种番茄晚疫病菌生理小种T1,2,鉴定子代的抗病性分离情况。结果表明:品系‘CLN2037’对番茄晚疫病的抗病性为单基因部分显性遗传。     

番茄3个抗疮痂病菌T3小种基因的等位性测定和序列分析

将分别携带抗番茄疮痂病菌Xanthomonas perforans T3小种基因Xv3、Rx4和RxLA1589的番茄材料Hawaii7981、PI128216和LA1589相互杂交,获得了包含535 ~ 1 655个单株的3个F2分离群体 Hawaii7981 × PI128216、Hawaii7981 × LA1589和PI128216 × LA1589。采用注射法对这3个F2群体的每个单株及亲本和感病对照OH88119进行抗T3小种鉴定,结果显示除OH88119外的所有单株对T3小种都具有过敏型抗性反应,表明Xv3、Rx4和RxLA1589为等位基因。根据Rx4基因的序列设计引物,从Hawaii7981、PI128216和LA1589中扩增该基因并测序,序列比对显示,来自于3个材料的Rx4位点编码区序列完全一致,表明这3个材料所携带的对番茄疮痂病菌T3小种的抗性由同一基因控制。     

不同类型番茄叶酸及其衍生物含量的初步分析

采用高效液相色谱- 串联质谱技术（HPLC-MS/MS），对不同类型番茄果实的叶酸及其衍生物含量进行初步分析。 结果表明，栽培种和野生种不同基因型番茄果实中总叶酸含量均差异显著，栽培种番茄总叶酸含量为1 532.79～4 530.72 μg · kg^-1，野生种番茄总叶酸含量为2 587.85～4 035.93 μg · kg^-1。基于全基因组数据选取的17 份醋栗番茄总叶酸含量为 1 934.81～5 050.13 μg · kg^-1。栽培种M82 和野生种LA0443 的叶酸含量较高，分别为4 530.72 μg · kg^-1 和5 050.13 μg · kg^-1。 对12 种叶酸衍生物的分析结果表明，不同基因型番茄的叶酸衍生物种类也存在一定差异，大部分资源至少含有9 种叶酸衍 生物。其中醋栗番茄资源叶酸变异更为丰富：5 份资源具有12 种叶酸衍生物，而四氢叶酸（THF）、四谷氨酸5- 甲酰四氢叶 酸（5-F-THFGlu4）、叶酸（FA）、10- 甲酰叶酸（10-F-FA）等在一些资源中含量较低或未能检测到。总体而言，番茄与大 多数作物类似，5- 甲基四氢叶酸（5-M-THF）是果实中的主要叶酸形式，其次是5- 甲酰四氢叶酸（5-F-THF），二者呈现 显著负相关。     

马铃薯广谱抗病Rpi-blb1 同源基因抗性被进化晚疫病菌株克服

 马铃薯晚疫病广谱抗性基因Rpi-blb1（克隆于Solanum bulbocastanum）及其两个同源抗病基因Rpi-sto1（克隆于Solanum stoloniferum）和Rpi-pta1（克隆于Solanum papita）的抗性可能已被高度进化的晚疫病菌株所克服。为证实此观点,将从荷兰田间和墨西哥野外S. bulbocastanum 和S. stoloniferum 病株上采集的晚疫病菌株重新接种于具有共同遗传背景（感病栽培品种Desiree）的Rpi-blb1 及其同源基因转化体和3个野生种植株上,测试Rpi-blb1 及其同源基因的抗性是否已被克服。结果表明,采自墨西哥野外S. stoloniferum的两个菌株Pic99189 和Pic99192 已经克服了Rpi-blb1 及其同源基因的抗性;在野生种植株的测试中,只有S. papita 的抗性明显地被菌株Pic99192 所克服。同时发现在转基因植株离体叶片接种试验中,高抗晚疫病菌的转化体需要在多个转化体间进行选择。从采自中国4 个不同地区晚疫病菌株接种sto1.Desiree 转化体的小规模测试中可推断,Rpi-blb1 及其同源抗性基因在中国仍具有潜在的应用价值。