通俗英语研究(RIPE)

一部小型葡萄剧本霉菌抵抗轨迹血管卢比斯

作者：Gaurab Bhattarai，Anne Fennell，Jason P. Londo，Courtney Coleman，Laszlo G. Kovacs

美国遗传杂志和葡萄栽培，2020年8月：DOI：10.5344 / ajev.2020.20030

Michelle Podolec总结

外带

  • 北美葡萄品种遗传多样性，已经适应了各种各样的环境和病原体压力。
  • 葡萄育种者已经将一些普遍的抗病杂交种和品种引入商业葡萄栽培中，但天然物种的生物多样性仍然很大限地未充分利用。
  • 研究人员交叉V. Rupestris.和V. Riparia.利用连锁图谱鉴定数量性状位点(QTL)来鉴定经济相关的基因组位点。
  • 研究人员在该母本的第10染色体上发现了一个主效QTL，位于12.46 cMV. Rupestris.在天然感染植物的集成图中，以及称为RPV28.2（有助于24.3％表型方差）的次QTL在接种病原体的叶片上。
  • 鉴定这些QTL将有助于葡萄育种者为柔软的霉菌（DM）抗性杂种交叉选择更强大的父母候选者。

背景

栽培葡萄L.葡萄依赖于使用潜在对人类和环境有害的许多杀菌剂应用。抗病葡萄品种，可以大大减少种植者使用的杀菌剂的量。与北美病原体共同进化的原生北美野生葡萄种是一种传统的葡萄抗性基因来源。他们的遗传多样性增强了对真菌和oomycete的抵抗力（令人毛骨悚然的粪便是“卵母细胞”病原体）疾病。早期三种葡萄葡萄曲线十九次交叉th和早期的20th世纪之间诉酿酒用葡萄而北美葡萄品种则专注于培育耐根瘤蚜和耐石灰的接穗(在欧洲通常被称为“杂交直接生产者”)和砧木。今天在世界范围内使用的几个美洲杂交葡萄酒品种和砧木就是这些早期抗性育种努力的结果。

目前的育种工作利用了一些野生的抗病多样性肺泡。，但还有更多的东西有待发现。在北美，野生葡萄的高水平变异表明了更多的遗传多样性，而不是商业化的杂交品种。最近的一个例子是引进皮尔斯的抗病能力诉arizonica(Riaz et al. 2009)和白粉病和霜霉病抗性Muscadina rotundifolia商业化品种(Feechan et al.， 2013, Agurto et al. 2017)。

在本文中，研究人员描述了它们在F1交叉中构建了联系地图和定量特性基因座（QTL）血管卢比斯和葡萄属锐利。这些家长植物来自两个葡萄属物种适合生活在非常不同的栖息地。V. Rupetris.(母本)是一种蔓生灌木，分布在沙质土壤、沙砾条、间歇溪流和石质土壤上，可以忍受营养不良的土壤。V. Riparia.(男性家长)是一种普遍的，高攀爬的藤莲，在潮湿的冲积土壤中发现，排水良好。

研究人员预计发现重要的葡萄栽培特征的各种各样的多样性，并希望这一十字架“...允许映射经济相关的基因组基因座。”事实证明，研究人员在怀疑中是正确的。然而，记录的第一个特征与环境耐受性无关，而是抗病性。

方法

研究人员将一朵雌花杂交V. Rupestris.和一只雄性开花V. Riparia.。F1后代在南达科他州布鲁金斯的实验室和苗圃中生长并种植了几年;密苏里州哥伦比亚;日内瓦，纽约。采用基因分型测序技术对357株葡萄进行了基因分型，建立了遗传图谱。

幼苗对霜霉病(DM)的抗性进行表型分析Plasmopora viticola.）在接种后，通过视觉评级仍然在温室中通过视觉评级叶子5d的叶子5d的发病率和严重程度。研究人员使用叶片疾病测定来确定F1后代的毒力，三个额外的葡萄藤（V. Riparia.荣誉赞不绝口de蒙彼利埃M. Rotundifolia.托马斯,诉酿酒用葡萄F2-35）和F1人口的​​2个父母（V. Riparia.p1588271和V. Rupestris.P1588160）。

葡萄的表型外观在各种水平的抗霜霉病中叶子。
通过E:基于OIV描述符452-1的叶片测定抗性程度。面板A，B，C，D和E显示了实例非常低，低，培养基，高级别和非常高的电阻，其中50％以上，约20％，10％，小于5％，没有叶盘分别由孢子囊覆盖，分别在接种后7天覆盖。分数分配给板A，B，C，D和E中所描绘的电阻水平分别为1,3,5,7和9。
f到h：温室自然感染盆栽植物不同程度抗性叶片的实例。抗病性采用10个等级(0到9)进行评估:F，非常低的抗性(0分)，50%或更多的叶片被病原体枯萎;G，低抗性(得分3)，损伤面积大，直径2 ~ 5 cm;H，高抗性(8分)，抑制了直径小于1 cm的斑点病原菌的生长。通过观察叶片背面被孢子囊覆盖面积来评估疾病的覆盖度。病程结束后拍摄叶片正侧照片，病叶被病原体杀死。

最后，利用QTL (quantitative trait locus)分析了各表型、性状与遗传标记之间的相关性。

结果

研究人员将348,888个遗传GBS标记物过滤至母体和父系SNP标记，并发生父母遗传造型地图。

侵略性DM菌株的接种试验，Plasmopara viticola.菌株MO-1显示F1后代的野生葡萄父母对DM感染具有更高的抗性诉酿酒用葡萄品种。

QTL映射显示，DM电阻的特性映射到12.46厘哥者（CM，DNA序列量）的主要QTL，用于女性父母的染色体10V. Rupestris.自然感染的藤蔓。在叶片分析中也发现了一个邻近但不同的位点，也在10号染色体上。这些QTL共解释了66.5%的抗病表型变异，并鉴定了新的DM抗性位点Rpv28。

结论和实践考虑

在本研究中，只有母本(诉rupestris)似乎对这种柔软霉菌的特定菌株有贡献的抗性基因。通过选择具有不同基因座的阻力的两颗抗性葡萄葡萄酒父母，葡萄育种者可以通过额外的抵抗机会生产F1后代。开发更有效的标记辅助选择将有助于开发与新QTL RVP28相关的其他标记。测量现有的RPV28抗性葡萄种质储存库将有助于识别这种特质的额外育种材料。

进一步的探索V. Rupestris.和V. Riparia.遗传学将有助于育种者希望减轻气候变化的影响葡萄属通过利用现有的遗传适应和物种多样性来进行作物。荒野V. Rupestris.由于栖息地损失，目前被认为是“受威胁状态”，突出了对葡萄栽培未来进行更多探索的重要性和紧迫性。

研究人员建议，该领域还可以通过访问研究人员和生产者可以考虑最佳候选人的候选人父母在其交叉口中实现特定特征的普通遗传性质图书馆受益。

米歇尔·波多尔克(Michelle Podolec)是纽约州日内瓦康奈尔农业科技公司(Cornell AgriTech)全州葡萄栽培推广项目的推广支持专家。