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辣椒疫病是由辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici Leon.)侵染而引起的一种毁灭性土传病害。1918年,该病害在美国新墨西哥州首次发现,迄今世界各地的辣椒主要栽培地区均普遍发生。在适宜的温度和湿度条件下,一旦发病,蔓延极为迅速,常常对辣椒的生产造成严重的破坏。应用现代分子生物学技术,开展抗性基因分子标记研究,通过分子标记辅助育种,将对加速辣椒抗疫病选育种进程以及提高选择效果具有重要意义。
本研究以辣椒感病自交系‘B088’为母本、抗病自交系‘B072’为父本,通过杂交获得F1代及其自交获得F2代群体。对2个亲本、F1代及其F2代苗期人工接种辣椒疫霉菌进行抗性鉴定,分析了辣椒疫病抗性的遗传规律。利用F2代群体,构建辣椒抗疫病、感疫病的DNA池,采用BSA方法,利用970对番茄SSR引物以及268对辣椒SSR引物进行了筛选。获得的主要结果如下:
1、通过对辣椒感病自交系‘B088’、抗病自交系‘B072’及其杂交获得的F1代和自交获得的F2代群体苗期人工接种辣椒疫霉菌进行抗性鉴定的结果表明,感病自交系‘B088’的植株在接种后第3d即表现出感病的症状,接种后第7d已全部枯萎,属于感病类型。抗病自交系‘B072’的植株在接种后第14d仍无症状,属于免疫类型。F1代30个单株在接种后第3d没有发病,接种后第7d有7株表现感病,接种后第14d有27株表现感病,说明抗病基因可能为隐性基因。F2代群体在接种后第7d,有984株表现抗病,1215株表现感病,抗病植株占F2群体的44.74%;在接种后第14d,有604株表现抗病,1595株表现感病,抗病植株占F2群体的27.46%。利用SAS软件对接种后第7d和接种后第14d的抗性鉴定结果进行显著性检验,两个时期的显著性检验结果分别是:T=—18.62,P=0.0001<0.01;T=—2.59,P=0.0096<0.01。表明在F2代群体中,抗病与感病植株的分离比例都符合1:3的孟德尔分离规律,说明辣椒疫病抗性受单一隐性基因控制。
2、利用970对番茄SSR引物对辣椒2个亲本自交系‘B088’和‘B072’及其F1代进行了SSR扩增。结果有607对引物能够在辣椒基因组中扩增出DNA谱带,占全部引物的62.6%。说明番茄SSR引物在辣椒基因组中具有较好的通用性。在这607对引物中,有60对引物的扩增谱带具有多态性,占全部引物的6.2%,其中有11对引物能够同时在两亲本自交系中扩增出特异谱带,49对引物能够在其中一个亲本自交系中扩增出特异谱带。利用具有多态性的番茄SSR引物对构建的辣椒抗病和感病的DNA池进行了SSR扩增。结果表明,全部60对引物并没有表现出多态性。说明这些番茄多态性引物所扩增获得的特异谱带与辣椒疫病抗性无关。
3、利用268对辣椒SSR引物对辣椒2个亲本自交系‘B088’和‘B072’及其F1代进行了SSR扩增。结果有234对引物在辣椒中扩增出谱带,占全部引物的87.3%。在234对引物中,有33对引物的扩增谱带具有多态性,占全部引物的12.3%,其中有16对引物能够同时在两亲本自交系中扩增出特异谱带,17对引物能够在其中一个亲本中扩增出特异谱带。利用具有多态性的辣椒SSR引物对构建的辣椒抗病和感病的DNA池进行了SSR扩增。结果表明,其中引物CAMS51、Hpmse116、Hpmse129和CAMS806—2能够在辣椒抗病和感病的两个DNA池中扩增出特异谱带。说明这4个辣椒多态性引物所扩增获得的特异谱带可能与辣椒疫病抗性相关。
4、进一步利用辣椒SSR引物CAMS51、Hpmse129、Hpmse116和CAMS806—2对构建辣椒抗病和感病DNA基因池的20个单株以及辣椒F2代群体的99个单株进行了SSR扩增。结果表明,引物CAMS51和Hpmse129对辣椒抗病和感病DNA基因池的扩增结果与苗期抗性鉴定结果完全一致;Hpmse116和CAMS806—2辣椒抗病和感病DNA基因池的扩增结果与苗期抗性鉴定结果稍有差异。对辣椒F2代群体的99个单株的扩增结果中,引物CAMS51在9株感病植株扩增出与抗病自交系一致的单一特异谱带,3株抗病植株扩增出与感病自交系一致的单一特异谱带;引物Hpmse129在10株感病植株扩增出与抗病自交系一致的单一特异谱带,2株抗病植株扩增出与感病自交系一致的单一特异谱带;引物Hpmse116在10株感病植株扩增出与抗病自交系一致的单一特异谱带,3株抗病植株扩增出与感病自交系一致的单一特异谱带;引物CAMS806—2在1株感病植株扩增出与抗病自交系一致的单一特异谱带,4株抗病植株扩增出与感病自交系一致的单一特异谱带。测算得到多态性引物CAMS51、Hpmse129、Hpmse116和CAMS806—2所扩增出的4个DNA特异片段与辣椒疫病抗性基因的交换值分别为12.1%、12.1%、13.1%和7.1%,即这4个多态性引物所扩增的DNA特异谱带与抗病基因之间的遗传距离分别为12.1cM、12.1cM、13.1cM和7.1cM。