郁金香基腐病抗性QTL分析

郁金香基腐病由尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.tulipae)引起,严重影响郁金香种球和切花生产。农艺防治措施如避免机械损伤、发现病株及时去除并销毁、实行轮作等,防治效果较差、效率较低,因而生产上主要依靠大量使用化学药剂进行控制。长期连续的使用化学药剂对生态环境造成严重威胁,并极有可能使病原菌对杀菌剂产生抗性。因此,选育具有抗基腐病的郁金香品种成为近年来的主要育种目标。郁金香的生长周期长达4~5年,采用常规杂交育种选育新品种的过程非常缓慢。通过分子标记辅助选择,可显著加速郁金香的育种过程。但是由于郁金香的基因组太大(1C≈30GB),已发表的分子标记数目非常有限,尚无可参照的遗传图谱,阻碍了分子标记辅助选择育种的发展。本研究试料为郁金香品种‘Kees Nelis’与‘Cantata’杂交得到的F1代植株。采用土壤感病法及接种法对作图群体及亲本的基腐病抗性进行评价。土壤感病是传统的抗病性鉴定方法,将郁金香种球栽种在受病原菌感染的土壤中,培养6周后开始观察参照品种的感病程度,当感病参照完全发病时,采用1~5级标准对其它测试种球进行分级,以每个基因型所有重复的平均值代表其抗病性。接种法是使用携带绿色荧光蛋白(Green Fluorescence Protein,GFP)基因的病原菌菌株,对待测种球进行穿刺接种,利用GFP产生的荧光信号对感病程度进行定量。利用多种分子系统标记对作图群体进行基因型检测,通过软件Join Map4.1,采用双拟假测交策略,分别对两亲本进行连锁分析,构建双亲的遗传连锁图谱。利用软件Map QTL6,分年度、分表型鉴定方法对郁金香抗基腐病进行QTL定位。结果表明:研究发现基腐病抗性在两个郁金香亲本间差异显著,在杂交F1代中呈连续分布,为数量性状遗传。杂交F1代的表型分布符合正态分布,且存在明显的超亲分离。两年土壤感病鉴定结果的相关性较差,2011年土壤感病鉴定和GFP-tagged F.oxysporum接种鉴定相关性较差,2012年土壤感病鉴定和GFP-tagged F.oxysporum接种鉴定相关性较高。结合3组表型鉴定数据,依次通过Kruskal-Wallis检验、IM和MQM作图,共检测到6个与郁金香基腐病抗性相关的QTL位点,不同表型鉴定试验中各QTL的显著性不同,单个QTL对表型变异的最大贡献率为12.5%~20.7%。