园艺学报 ›› 2025, Vol. 52 ›› Issue (5): 1271-1284.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2024-0913
蒋顺顺1,2, 初梦玉1, 杨槿曦1, 高梦杰1, 方治国2, 吴磊1, 任雪松1, 李勤菲1, 宋洪元1, 司军1,*()
收稿日期:
2025-03-18
修回日期:
2025-04-11
出版日期:
2025-05-23
发布日期:
2025-05-21
通讯作者:
基金资助:
JIANG Shunshun1,2, CHU Mengyu1, YANG Jinxi1, GAO Mengjie1, FANG Zhiguo2, WU Lei1, REN Xuesong1, LI Qinfei1, SONG Hongyuan1, SI Jun1,*()
Received:
2025-03-18
Revised:
2025-04-11
Published:
2025-05-23
Online:
2025-05-21
摘要:
对甘蓝9LQ(CRb)与大白菜8574(CRd)、芜菁ECD4(PbBa8.1)进行远缘杂交结合胚挽救技术,对杂种后代进行分子标记辅助选择,共筛选出7株包含两个抗性位点的材料(两抗材料),形态学和花粉活力鉴定表明,杂交后代均与亲本不同,9LQ × ECD4不能产生花粉,8574 × ECD4花粉育性正常。用两抗材料与Z3(CRbkato)杂交,共获得27株杂种后代,通过分子标记辅助选择,筛选出4株包含3个抗性位点的材料(三抗材料),形态学和花粉活力鉴定表明,杂交后代形态特征各异,3R-9、3R-10、3R-19的花粉育性均为100%,3R-26表现部分不育。将三抗材料与9LQ进行杂交,共获得8株杂交后代,用B0902、Yau389、A08-300、OA 4对引物进行分子标记辅助选择,成功筛选到1株包含4个抗性位点的材料(四抗材料)4R-6,形态学鉴定表明,四抗材料生长健壮,叶片开始有结球性状。鉴定结果表明,四抗材料对来自多个地区的根肿菌生理小种表现出优良的抗性。
蒋顺顺, 初梦玉, 杨槿曦, 高梦杰, 方治国, 吴磊, 任雪松, 李勤菲, 宋洪元, 司军. 芸薹属种间杂交聚合创制高抗根肿病新材料[J]. 园艺学报, 2025, 52(5): 1271-1284.
JIANG Shunshun, CHU Mengyu, YANG Jinxi, GAO Mengjie, FANG Zhiguo, WU Lei, REN Xuesong, LI Qinfei, SONG Hongyuan, SI Jun. Brassica Interspecies Hybridization and Polymerization Creates New Materials for High Resistance to Clubroot[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(5): 1271-1284.
培养基 Medium | 蔗糖/g Sugar | 琼脂/g Agar | MS/g | 1/2MS/g | 0.1 mg · mL-1 NAA | 1 mg · mL-1 6-BA/mL | 1 mol · L-1 NaOH/μL |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1/2MS | 15 | 7.20 | 2.25 | 420 | |||
MS | 30 | 7.20 | 4.47 | 420 | |||
MS分化培养基 MS differentiation medium | 30 | 7.20 | 4.47 | 500 μL | 3 | 420 | |
生根培养基 Rooting medium | 20 | 7.20 | 2.25 | 1.50 mL | 420 |
表1 胚挽救培养基配方
Table 1 Culture medium formula
培养基 Medium | 蔗糖/g Sugar | 琼脂/g Agar | MS/g | 1/2MS/g | 0.1 mg · mL-1 NAA | 1 mg · mL-1 6-BA/mL | 1 mol · L-1 NaOH/μL |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1/2MS | 15 | 7.20 | 2.25 | 420 | |||
MS | 30 | 7.20 | 4.47 | 420 | |||
MS分化培养基 MS differentiation medium | 30 | 7.20 | 4.47 | 500 μL | 3 | 420 | |
生根培养基 Rooting medium | 20 | 7.20 | 2.25 | 1.50 mL | 420 |
引物名称 Primer | 引物类型 Type of primer | 片段大小/bp Fragment size | 引物序列(5′-3′) Primer sequence | 参考文献 Reference |
---|---|---|---|---|
OA | SCAR | 401 | F:TACACACGCTGATATACCAACA | 何海艳, |
R:TACACACGCTGCCCTGGAAA | ||||
Yau389 | SSR | 156 | F:TCAAGTGGAGAGGGTCAGTC | 付鹏宇, |
R:CAGTCACGAGGTCCCTAACA | ||||
A08-300 | Indel | 130 | F:GTAGTGCGGGCCACAAAAT | 战宗祥 等, |
R:CACAATGGAGTGTTGAAATTCACT | ||||
B0902 | SSR | 241 | F:AGCCTTGCGTAAAAGCAACTAC | 沈舒, |
R:GTTTGGAATCCGACAAATACATCCAT |
表2 根肿病抗性基因相关分子标记
Table 2 Molecular markers related to clubroot resistance genes
引物名称 Primer | 引物类型 Type of primer | 片段大小/bp Fragment size | 引物序列(5′-3′) Primer sequence | 参考文献 Reference |
---|---|---|---|---|
OA | SCAR | 401 | F:TACACACGCTGATATACCAACA | 何海艳, |
R:TACACACGCTGCCCTGGAAA | ||||
Yau389 | SSR | 156 | F:TCAAGTGGAGAGGGTCAGTC | 付鹏宇, |
R:CAGTCACGAGGTCCCTAACA | ||||
A08-300 | Indel | 130 | F:GTAGTGCGGGCCACAAAAT | 战宗祥 等, |
R:CACAATGGAGTGTTGAAATTCACT | ||||
B0902 | SSR | 241 | F:AGCCTTGCGTAAAAGCAACTAC | 沈舒, |
R:GTTTGGAATCCGACAAATACATCCAT |
处理 Treatment | 杂交组合 Hybrid combination | 授粉花蕾数 Number of pollinated buds | 后代成活数 Number of survival offspring | 成活率/% Survival rate |
---|---|---|---|---|
胚挽救 Embryo rescue | 9LQ × ECD4 | 173 | 6 | 3.47 |
ECD4 × 9LQ | 185 | 0 | 0 | |
9LQ × 8574 | 86 | 0 | 0 | |
8574 × 9LQ | 98 | 0 | 0 | |
田间自然杂交 Natural hybridization in the field | 8574 × ECD4 | 218 | 9 | 4.13 |
ECD4 × 8574 | 206 | 0 | 0 |
表3 两抗位点材料杂交组合亲和性比较
Table 3 Comparison of compatibility of hybrid combinations of two resistance sites
处理 Treatment | 杂交组合 Hybrid combination | 授粉花蕾数 Number of pollinated buds | 后代成活数 Number of survival offspring | 成活率/% Survival rate |
---|---|---|---|---|
胚挽救 Embryo rescue | 9LQ × ECD4 | 173 | 6 | 3.47 |
ECD4 × 9LQ | 185 | 0 | 0 | |
9LQ × 8574 | 86 | 0 | 0 | |
8574 × 9LQ | 98 | 0 | 0 | |
田间自然杂交 Natural hybridization in the field | 8574 × ECD4 | 218 | 9 | 4.13 |
ECD4 × 8574 | 206 | 0 | 0 |
图1 两抗位点材料分子标记检测 A:引物OA;B:引物A08-300;C:引物Yau389;D:引物A08-300 M:DL2000 marker。箭头表示抗病条带;“+”“-”分别表示阳性、阴性对照。下同
Fig. 1 Molecular marker detection of two resistance sites A:Primer OA;B:Primer A08-300;C:Primer Yau389;D:Primer A08-300 M:DL2000 marker. Arrows represent disease resistance bands;“+”and“-”respectively represent positive and negative controls. The same below
图2 9LQ × ECD4及亲本苗期(A)、莲座期(B)和花(C)形态特征
Fig. 2 Morphological characteristics of 9LQ × ECD4 and its parents at seedling stage(A),rosette stage(B)and flower(C)
处理 Treatment | 杂交组合 Hybrid combination | 授粉花蕾数 Number of pollinated buds | 收获角果数 Number of pods harvested | 结荚率/% Pod setting rate | 后代成活数 Number of survival offspring | 成活率/% Survival rate |
---|---|---|---|---|---|---|
胚挽救Embryo rescue | (8574 × ECD4)× 9LQ | 425 | 28 | 6.59 | 0 | 0 |
9LQ ×(8574 × ECD4) | 351 | 35 | 9.97 | 0 | 0 | |
(9LQ × ECD4)× 8574 | 441 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
(9LQ × ECD4)× Z3 | 462 | 10 | 2.16 | 3 | 0.65 | |
(8574 × ECD4)× Z3 | 340 | 30 | 8.82 | 6 | 1.76 | |
Z3(8574 × ECD4) | 390 | 226 | 57.95 | 9 | 2.31 | |
田间自然杂交Natural hybridization in the field | (8574 × ECD4)× Z3 | 385 | 7 | 1.82 | 5 | 1.30 |
Z3 ×(8574 × ECD4) | 393 | 6 | 1.53 | 4 | 1.02 |
表4 三抗位点材料杂交组合亲和性比较
Table 4 Comparison of compatibility of hybrid combinations of three anti-loci materials
处理 Treatment | 杂交组合 Hybrid combination | 授粉花蕾数 Number of pollinated buds | 收获角果数 Number of pods harvested | 结荚率/% Pod setting rate | 后代成活数 Number of survival offspring | 成活率/% Survival rate |
---|---|---|---|---|---|---|
胚挽救Embryo rescue | (8574 × ECD4)× 9LQ | 425 | 28 | 6.59 | 0 | 0 |
9LQ ×(8574 × ECD4) | 351 | 35 | 9.97 | 0 | 0 | |
(9LQ × ECD4)× 8574 | 441 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
(9LQ × ECD4)× Z3 | 462 | 10 | 2.16 | 3 | 0.65 | |
(8574 × ECD4)× Z3 | 340 | 30 | 8.82 | 6 | 1.76 | |
Z3(8574 × ECD4) | 390 | 226 | 57.95 | 9 | 2.31 | |
田间自然杂交Natural hybridization in the field | (8574 × ECD4)× Z3 | 385 | 7 | 1.82 | 5 | 1.30 |
Z3 ×(8574 × ECD4) | 393 | 6 | 1.53 | 4 | 1.02 |
图4 三抗位点材料分子标记检测 A:引物B0902;B:引物Yau389;C:引物A08-300
Fig. 4 Detection of molecular markers at triple resistance sites A:Primer B0902;B:Primer Yau389;C:Primer A08-300
图5 三抗位点材料形态特征 A ~ E:分别表示莲座期、开花期、雌雄蕊、花瓣、花序形态特征
Fig. 5 Morphological characteristics of materials with triple resistance sites A-E:Representing the morphological characteristics of the rosette stage,flowering stage,pistil and stamen,petals,and inflorescence,respectively
编号 Number | 叶片长/cm Blade length | 叶片宽/cm Blade width | 叶片形状 Blade shape | 叶片颜色 Leaf color | 叶尖 Leaf apex | 花粉育性/% Pollen fertility |
---|---|---|---|---|---|---|
Z3(亲本Parents) | 22.6 | 12.8 | 卵圆Oval | 浅绿Light green | 凹Concave | 100 |
8574 × ECD4 | 18.6 | 13.7 | 卵圆Oval | 浅黄绿Light yellowish green | 凹Concave | 100 |
3R-9 | 31.8 | 16.1 | 卵圆Oval | 浅黄绿Light yellowish green | 凹Concave | 100 |
3R-10 | 33.0 | 14.7 | 卵圆Oval | 浅绿Light green | 凹Concave | 100 |
3R-19 | 18.2 | 11.5 | 卵圆Oval | 深绿Dark green | 凹Concave | 100 |
3R-26 | 20.8 | 12.4 | 卵圆Oval | 深绿Dark green | 平Flat | 26.15 |
表5 三抗位点材料及亲本的形态特征
Table 5 Morphological characteristics of materials and parents of triple resistance sites
编号 Number | 叶片长/cm Blade length | 叶片宽/cm Blade width | 叶片形状 Blade shape | 叶片颜色 Leaf color | 叶尖 Leaf apex | 花粉育性/% Pollen fertility |
---|---|---|---|---|---|---|
Z3(亲本Parents) | 22.6 | 12.8 | 卵圆Oval | 浅绿Light green | 凹Concave | 100 |
8574 × ECD4 | 18.6 | 13.7 | 卵圆Oval | 浅黄绿Light yellowish green | 凹Concave | 100 |
3R-9 | 31.8 | 16.1 | 卵圆Oval | 浅黄绿Light yellowish green | 凹Concave | 100 |
3R-10 | 33.0 | 14.7 | 卵圆Oval | 浅绿Light green | 凹Concave | 100 |
3R-19 | 18.2 | 11.5 | 卵圆Oval | 深绿Dark green | 凹Concave | 100 |
3R-26 | 20.8 | 12.4 | 卵圆Oval | 深绿Dark green | 平Flat | 26.15 |
图6 三抗位点材料及亲本的花粉活力
Fig. 6 Pollen viability of materials and parents at triple resistant sites A:8574 × ECD4;B ~ E分别表示:Z3 ×(8574 × ECD4)组合3R-9、3R-10、3R-19、3R-26;F:Z3 A:8574 × ECD4;B-E respectively denote:Z3 ×(8574 × ECD4)combination 3R-9,3R-10,3R-19,3R-26;F:Z3
图7 四抗位点材料分子标记检测 A:引物B0902;B:引物Yau389;C:引物A08-300;D:引物OA
Fig. 7 Molecular marker detection of four anti-site materials A:Primer B0902;B:Primer Yau389;C:Primer A08-300;D:Primer OA
图8 四抗位点材料4R-6及亲本3R-10和9LQ莲座期形态特征
Fig. 8 Morphological characteristics of the four resistance site material 4R-6 and its parents 3R-10 and 9LQ during the rosette stage
图9 四抗位点材料根肿病抗性鉴定 A ~ H:分别代表接种重庆武隆、重庆涪陵、重庆万州、四川成都、四川广元、四川攀枝花、湖北宜昌、湖北恩施地区的根肿菌;CK:感病对照(华良19号)
Fig. 9 Identification of resistance to root swelling disease of materials with four resistance sites A-H:Represent the rhizomatous bacteria inoculated in Wulong of Chongqing,Fuling of Chongqing,Wanzhou of Chongqing,Chengdu of Sichuan,Guangyuan of Sichuan,Panzhihua of Sichuan,Yichang of Hubei,Enshi of Hubei,respectively. CK:Susceptible control(Hualiang 19)
地区 Region | 4R-6 | 感病对照(华良19号) Susceptible control(Hualiang 19) | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
发病率/% Disease incidence | 病情指数 Disease index | 抗性分级 Resistance grade | 发病率/% Disease incidence | 病情指数 Disease index | 抗性分级 Resistance grade | |
重庆武隆Wulong,Chongqing | 0 | 0 | I | 100 | 73.00 | S |
重庆涪陵Fuling,Chongqing | 0 | 0 | I | 100 | 68.48 | S |
重庆万州Wanzhou,Chongqing | 0 | 0 | I | 100 | 61.11 | S |
四川成都Chengdu,Sichuan | 0 | 0 | I | 100 | 72.83 | S |
四川广元Guangyuan,Sichuan | 0 | 0 | I | 100 | 56.94 | S |
四川攀枝花Panzhihua,Sichuan | 70.00 | 22.5 | T | 100 | 48.81 | S |
湖北宜昌Yichang,Hubei | 100 | 37.5 | S | 100 | 60.71 | S |
湖北恩施Enshi,Hubei | 0 | 0 | I | 100 | 68.06 | S |
表6 四抗位点材料根肿病抗性鉴定结果
Table 6 Results of identification of resistance to root swelling disease of materials with four resistance sites
地区 Region | 4R-6 | 感病对照(华良19号) Susceptible control(Hualiang 19) | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
发病率/% Disease incidence | 病情指数 Disease index | 抗性分级 Resistance grade | 发病率/% Disease incidence | 病情指数 Disease index | 抗性分级 Resistance grade | |
重庆武隆Wulong,Chongqing | 0 | 0 | I | 100 | 73.00 | S |
重庆涪陵Fuling,Chongqing | 0 | 0 | I | 100 | 68.48 | S |
重庆万州Wanzhou,Chongqing | 0 | 0 | I | 100 | 61.11 | S |
四川成都Chengdu,Sichuan | 0 | 0 | I | 100 | 72.83 | S |
四川广元Guangyuan,Sichuan | 0 | 0 | I | 100 | 56.94 | S |
四川攀枝花Panzhihua,Sichuan | 70.00 | 22.5 | T | 100 | 48.81 | S |
湖北宜昌Yichang,Hubei | 100 | 37.5 | S | 100 | 60.71 | S |
湖北恩施Enshi,Hubei | 0 | 0 | I | 100 | 68.06 | S |
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