茄子青枯病抗性遺傳育種研究

茄子青枯病抗性遺傳育種研究

綠色遺傳因素是影響茄子的主要土壤傳播疾病之一。在我國(guó)高、低莖地區(qū)，發(fā)病率很高，嚴(yán)重地區(qū)可以造成毀滅性傷害。迄今為止,還沒有有效的殺菌劑,化學(xué)防治收效甚微,因此培育抗性品種應(yīng)用于生產(chǎn)是防治該病經(jīng)濟(jì)有效的途徑。然而茄子青枯病抗性的遺傳規(guī)律不清,抗性育種進(jìn)展緩慢。近年來,國(guó)內(nèi)外從半栽培種中鑒定出一些抗性材料,對(duì)抗性遺傳規(guī)律也進(jìn)行了一些探討。有關(guān)茄子青枯病抗性的遺傳眾說紛紜,各研究者應(yīng)用不同抗性材料得出不同的甚至相反的結(jié)論。本試驗(yàn)旨在探討茄子對(duì)青枯病的抗性遺傳規(guī)律,以期為抗性育種提供指導(dǎo)和依據(jù)。1材料和方法1.1fps組合fps參試的試驗(yàn)材料有抗性親本4個(gè)、感病親本3個(gè)以及采用Griffing完全雙列雜交設(shè)計(jì)方案配制的F1組合42個(gè)?？剐杂H本分別是5(S69,印尼)、8(Eg195,印度)、9(S3,馬來西亞)、11(Eg203,印度),均由亞蔬中心(AVDRC)J.F.Wang博士提供。感病親本分別是142、110-2和D-7-1,均是由重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的茄子高代品系。1.2病原菌發(fā)病株率測(cè)定試驗(yàn)材料于2004年2月21日播種,2004年4月6日(4~5葉時(shí))采用傷根—蘸根法人工接種青枯病病原菌,然后定值于塑料大棚病圃中,定植密度為20cm×20cm,適度加大床土濕度進(jìn)行保濕培養(yǎng)。病原菌是由本所分離的強(qiáng)致病菌株BWQ,菌液接種濃度為3×108cfu/mL。試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù),每一重復(fù)接種30株。接種7d后開始調(diào)查每個(gè)處理的發(fā)病株率,以后每隔7d調(diào)查一次,共調(diào)查5次。發(fā)病株率=發(fā)病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100%。以每個(gè)處理的發(fā)病株率為分析數(shù)據(jù)。遺傳分析依照劉來福和高之仁等提供的數(shù)量遺傳分析方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,數(shù)學(xué)模型為:Yijk=m+Tij+bk+(bT)ijk。2結(jié)果與分析2.1數(shù)據(jù)方差分析對(duì)每次各個(gè)處理的發(fā)病株率數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果見表1。以接種后21d調(diào)查結(jié)果的均方值、F值為最大。均方值、F值的大小表明了參試材料間差異的大小程度。在數(shù)量遺傳分析中通常是以處理間均方值、F值最大的一組調(diào)查數(shù)據(jù)作進(jìn)一步分析。因此本試驗(yàn)分析均以接種后21d調(diào)查結(jié)果為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。各親本及F1代接種后21d調(diào)查數(shù)據(jù)方差分析結(jié)果見表2。分析表明,重復(fù)間差異不顯著,而各參試材料間差異極顯著,表明參試材料間確實(shí)存在著真實(shí)的遺傳差異,可以作進(jìn)一步的遺傳分析。2.2基因間配比及配套性分析各參試材料發(fā)病率見表3,一般配合力效應(yīng)(Gca)、特殊配合力效應(yīng)(Sca)和反交效應(yīng)值(rij)(表4)。對(duì)不同親本的一般配合力、特殊配合力和反交效應(yīng)的方差進(jìn)行分析,結(jié)果表明(表5),不同親本之間一般配合力、特殊配合力、反交效應(yīng)方差均達(dá)極顯著水平。由于一般配合力主要由加性效應(yīng)引起,特殊配合力主要由非加性效應(yīng)引起,因此抗性基因間的加性效應(yīng)、非加性效應(yīng)對(duì)茄子青枯病抗病性都很重要。但一般配合力均方遠(yuǎn)大于特殊配合力均方,二者之比為21,因此抗性以加性效應(yīng)為主,非加性效應(yīng)為輔。同時(shí)反交效應(yīng)方差也達(dá)極顯著水平,說明茄子青枯病抗病性同時(shí)也受到細(xì)胞質(zhì)的影響。因此,在茄子青枯病抗病性育種中,選擇親本時(shí)應(yīng)特別注重一般配合力好的抗性親本作母本。2.3遺傳分析2.3.1li計(jì)算方差分析根據(jù)Hayman的估算方法,按Vri=1/(n-1)[∑jYij2-(∑jYij)2/n]估算每一個(gè)親本的方差(Vr)值,結(jié)果見表6。2.3.2回歸系數(shù)b與0、1的遺傳分析根據(jù)公式計(jì)算出t(0)和t(1):t(0)=│b-0│/S.E.(b)=│1.122-0│/0.028=39.83t(1)=│b-1│/S.E.(b)=│1.122-1│/0.028=4.36檢驗(yàn)回歸系數(shù)b與0和1的差異顯著性,可查a=0.05,自由度為n-2=5,則t0.05(5)=2.57。分析表明b與1差異顯著,b與0差異不顯著,即W—V呈多樣性是由于非等位基因之間的互相作用所致,即說明茄子青枯病抗病性遺傳中有上位性作用存在。由于b與1差異顯著,可以作進(jìn)一步的遺傳分析。根據(jù)計(jì)算,回歸直線的回歸系數(shù)值b=1.122,回歸直線的切距a=191.94,則回歸方程為W=191.94+1.122V。2.3.3最多隱性基因的遺傳多樣性分析根據(jù)W與V的回歸方程W=191.94+1.122V,其回歸圖見圖1。截距a=191.94>0,則有D>H1,說明茄子青枯病感病性為部分顯性。沿著回歸線,各點(diǎn)的次序可以說明親本顯性基因和隱性基因的分布情況。具有最多顯性基因的親本有最低的V和W值,更接近原點(diǎn);相反,具有最多隱性基因的親本,有更高的V和W值,離原點(diǎn)最遠(yuǎn)。從圖1可以看出具有最多顯性基因的親本是5、6、7,即三個(gè)非抗性材料;具有最多隱性基因的親本是1、2、3、4,即四個(gè)抗性材料。由此可以看出,茄子青枯病抗病性更多地表現(xiàn)為隱性遺傳,其感病性更多地表現(xiàn)為顯性遺傳。2.3.4正效應(yīng)和顯、隱性基因比例的計(jì)算根據(jù)Hayman的估算方法,計(jì)算出D、H1、H2、F、h2值,結(jié)果見表7。除h2、E值外,各遺傳方差分量均達(dá)顯著水平,說明在各方差中加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)都是重要的。由于D-H1=2223.4-1111.54=1111.86>0,且h2方差分量未達(dá)顯著水平,則說明加性效應(yīng)比顯性效應(yīng)更為重要,這與前面的配合力分析中所得分析結(jié)果相一致。按照劉來福等提供的方法,分別計(jì)算各個(gè)遺傳參數(shù),將它們列于表7?；虻募有孕?yīng)和顯性效應(yīng)方差H1均較大,表明茄子青枯病抗病性的遺傳是加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)共同決定的,以加性效應(yīng)更重要;平均顯性度小于1,說明親本感病性不存在超顯性遺傳,為部分顯性;在所有親本中正效應(yīng)和負(fù)效應(yīng)的基因之比例值(H2/4H1)為0.16≠0.25,說明在所有親本中控制該性狀的正效應(yīng)和負(fù)效應(yīng)基因的分布頻率是不平衡的;顯、隱性基因比例為1.52,表示所有親本中的顯性基因多于隱性基因;控制茄子青枯病抗病性的顯性基因組數(shù)為0.19,可認(rèn)為控制茄子青枯病抗病性的顯性基因少,因此其抗病性可能是少數(shù)隱性基因控制的。結(jié)合顯性基因比例R值,可以初步認(rèn)為茄子青枯病抗病性是由少數(shù)隱性寡基因控制的;其狹義遺傳力為83.8%較高,因此,進(jìn)一步說明在茄子青枯病抗病性中以加性效應(yīng)更重要,在抗性轉(zhuǎn)育中在較低世代選擇效果也會(huì)較好。3綜合抗性研究本試驗(yàn)證明,茄子青枯病遺傳不符合“加性-顯性”遺傳模型,存在著非等位基因間的上位作用,同時(shí)還受到細(xì)胞質(zhì)基因的影響。試驗(yàn)分析表明,茄子青枯病抗性主要為少數(shù)隱性寡基因控制,屬隱性遺傳。要培育出具有青枯病抗性的F1代雜交組合,則雙親