甜瓜抗蔓枯病聚合基因材料用于哈密瓜育种的方法
【技术领域】
[0001] 本发明甜瓜抗蔓枯病聚合基因材料用于哈密瓜育种的方法属于生物技术育种领 域，涉及一份抗蔓枯病聚合基因材料用于哈密瓜抗蔓枯病品系的选育方法。 二、 技术背景
[0002] 哈密瓜（Cucumismelovar.saccharins)是新疆地区重要的经济作物，其品质好、 含糖量高、香甜多汁、口感细腻、肉脆且营养丰富，被认为是水果中的佳品，在国内外享有盛 誉。传统的哈密瓜仅适应大漠干旱和半干旱的新疆地区生长，但该地区种植哈密瓜的面积 较小，远远满足不了需求。由于消费者对哈密瓜的需求，哈密瓜的种植已经面向全国。目 前新疆以及全国哈密瓜生产依然存在一些亟待解决的问题，其中哈密瓜在设施栽培以及东 南高湿地区栽培中病害的发生是限制哈密瓜高产优质的主要因素，而蔓枯病（Diaymella bryoniae)是病害中最严重、最普遍发生的，一旦发生，蔓延后将很难控制。蔓枯病是甜瓜 生产比较普遍的一种病害（陈秀蓉等，1993;Keinathetal.，1995)。自1891年首次发现 蔓枯病以来，美国（ChiuandWalker，1949)、日本和瑞典等国窖相继发现该病的发生，对甜 瓜、西瓜和黄瓜等瓜类作物有不同程度的危害。甜瓜中哈密瓜发病情况更为严重，发病率达 85%，严重的年份甚至绝产。因此培育高抗蔓枯病且商品性优异的哈密瓜品种和品系具有 重要意义。
[0003] 国际上常用的抗蔓枯病材料为PI140471、PI157082、PI511890、PI482398和 PI482399 (其抗性基因分别命名为Gsb-l、Gsb-2、Gsb-3、Gsb-4 和gsb-5)，PI420145 则是本 课题组新筛选的1份甜瓜抗蔓枯病材料（Wolukan，2007)。蔓枯病菌存在生理小种的分化， 若品种仅携带单个抗蔓枯病基因，则会因病原菌产生新的生理小种或转化型而导致其抗性 降低甚至失去抗性。国内外研究表明，不同抗性基因的聚合有助于提高品种的抗性和抗谱 (Yoshimuraetal.，1995 ;徐建龙等，1996 ;郑康永等，1998 ;邵启，2004)，因此培育抗性相 对持久的品种是提高品种抗性质量的有效途径之一。
[0004]CMTA170a是本课题组申请的专利《甜瓜抗蔓枯病基因Gsb-4的SSR标记》（申请 号2011100810734)中筛选到的与PI482398的抗性基因Gsb-4连锁的SSR分子标记，可用 于相关抗性基因的筛选；EcoRI-TG/ 1^61-(^(：2(|(|是本课题组申请的专利《甜瓜抗蔓枯病基 因位点的分子标记方法》（申请号200710025531. 6)中的与PI420145抗蔓枯病基因连锁 的AFLP标记，可用于含PI420145抗蔓枯病基因的检测。而AFLP技术要求高，费用昂贵， 所以将其转化为简单的SCAR标记SCAR18(KI，进而大大提高选择效率，减少成本消耗。目前 本课题组已经利用抗源PI420145和PI482398得到了 了一份聚合抗源材料4598(申请号 2012102545615)。然而，上述研究未能得到高抗蔓枯病且商品性优异的甜瓜品系或品种，这 在一定程度上限制了甜瓜抗蔓枯病遗传育种的进展，为了更充分发挥抗蔓枯病聚合基因材 料的利用价值，推广其应用范围，我们在前期工作的基础上，通过与商品性优异的哈密瓜品 种杂交、回交，筛选出了高抗蔓枯病且商品性良好的哈密瓜品系。 三、
【发明内容】
[0005] 技术问题
[0006] 本发明是针对目前哈密瓜抗蔓枯病品种不足，抗性弱的现状，提供一套利用甜瓜 抗蔓枯病聚合基因材料及其用于哈密瓜育种的方法，育成高抗蔓枯病且商品性优异的哈密 瓜品系。
[0007] 技术方案
[0008] 本发明所提供的甜瓜抗蔓枯病聚合基因材料用于哈密瓜育种的方法，其实施方案 如下：
[0009] 1.甜瓜抗蔓枯病聚合基因材料用于哈密瓜育种的方法，包括：
[0010] 1)以感蔓枯病的哈密瓜自交系'白皮脆'为母本，聚合基因材料4598为父本，杂 交，获得匕，匕苗期接种鉴定和分子标记辅助选择，选择聚合2份抗性基因且高抗的单株回 交；
[0011] 2)以'白皮脆'为轮回亲本进行回交2代，且此1和此2均经过苗期蔓枯病接种鉴 定和分子标记进行筛选，筛选得到聚合2份抗蔓枯病基因高抗蔓枯病的单株；
[0012] 3)对含有聚合基因的8(：2单株自交，并对BC2果实商品性进行测定，测定果实质量、 含糖量等，选出果实品质好的单株自交，bc2即为得到的抗蔓枯病且商品性良好的哈密瓜新 品系。
[0013] 2.上述甜瓜抗蔓枯病聚合基因材料用于哈密瓜育种的方法中的分子标记辅助选 择包括：与PI420145抗蔓枯病基因连锁的SCAR标记SGSB_和与PI482398抗蔓枯病基因 连锁的SSR标记CMTA170a，选择同时具有2份抗性基因且表型高抗的植株。
[0014] 3.上述方法得到哈密瓜抗蔓枯病品系可继续自交直至获得商品性稳定且良好的 品种进行推广种植。
[0015] 4.上述方法可用于甜瓜抗蔓枯病品种的改良和新品种的培育。
[0016] 有益效果
[0017] 本发明甜瓜抗蔓枯病聚合基因材料用于哈密瓜育种的方法，具有如下优点和积极 效果：
[0018]1)本发明利用哈密瓜自交系'白皮脆'与聚合基因材料杂交、连续回交，获得了高 抗蔓枯病且商品性良好的哈密瓜品系。
[0019] 2)本发明利用聚合抗源培育高抗蔓枯病哈密瓜品系的方法可用于其他哈密瓜品 种的改良和新品种的培育。
[0020] 3)本发明对甜瓜乃至整个蔬菜作物的聚合育种实践和理论研究具有重要的借鉴 意义，可以预测，本项申请的发明极大地推动了甜瓜的品种改良。 四、
【附图说明】
[0021] 图1 :甜瓜抗蔓枯病聚合基因材料用于哈密瓜育种的系谱图。
[0022] 图2 :SSR引物CMTA170a在白皮脆、抗源PI482398、白皮脆X4598BC2上扩增的结 果：表明BC2中含有抗源PI482398的抗蔓枯病基因。
[0023] 图中，M:Marker，S:白皮脆，R2 :抗源PI482398,3:白皮脆X4598BC2。箭头为出现 的特异条带。
[0024] 图3:50八1?引物56581800在白皮脆、抗源？1420145、白皮脆\45988(： 2上扩增的结 果：表明BC2中含有抗源PI420145的抗蔓枯病基因。
[0025] 图中，M:Marker，S:白皮脆，&:抗源PI420145,3:白皮脆X4598BC2。箭头为出现 的特异条带。
[0026] 图4:白皮脆的果实（右）和白皮脆X4598BC2果实（左）。 五、【具体实施方式】
[0027] 本发明甜瓜抗蔓枯病聚合基因材料用于哈密瓜育种的方法的实施程序包括：
[0028] (1)由新疆农业科学院提供哈密瓜自交系'白皮脆'，其瓜面白色底，覆浅绿色斑点 并有10条淡绿色浅沟，无网纹，果实形状为为橄榄形，果肉为橘红色，质脆、汁多、清香，果 肉厚度约为2. 8-4. 0cm，含糖量7. 1 % -12. 4%，单果质量达1.o-l. 8kg。
[0029] (2)育苗：将'白皮脆'种子和聚合基因材料种子55°C温水浸种催芽，播种，二叶一 心时定植，定植后采用正常的栽培管理措施。
[0030] (3)授粉及采收：以'白皮脆'为母本，聚合基因材料4598为父本，授粉前一天对 雌花进行去雄并套袋，选取聚合基因材料4598第二天开花的雄花套袋，4朵雄花授1朵雌 花，授粉后套袋隔离，40-45天后采收，获得匕种子。对50株匕进行苗期接种鉴定结合分 子标记辅助筛选，分子标记采用与PI420145抗蔓枯病基因连锁的SCAR标记SGSB18(KI和与 PI482398抗蔓枯病基因连锁的SSR标记CMTA170a。若SCAR标记SGSB_在PI420145和Fi 上在1800bp处扩增出一样的抗性特异条带，则Fi聚合了PI420145的抗蔓枯病基因；若SSR 标记CMTA170a在抗源PI483398和Fi中扩增出120bp的特异条带，则Fi含有PI482398的 抗蔓枯病基因Gsb-4。标记鉴定结果结合表型鉴定结果，筛选出15株聚合了 2份抗性基因 且表型高抗蔓枯病的Fi单株。
[0031] ⑷群体的构建和筛选：以'白皮脆'为回交亲本，与筛选出的匕回交，得到BQ， 对150株BQ进行苗期接种鉴定结合分子标记辅助筛选。表型鉴定与苗期4-5片真叶时进 行，采用分子标记SGSB18(I(I和CMTA170a进一步筛选确认。标记鉴定结果结合表型鉴定结果， 筛选出9株聚合了 2份抗性基因且表型高抗蔓枯病的单株。
[0032] (5)BC2群体的构建和筛选：得到的5株续与'白皮脆'回交，得到BC2。对 200株BC2群体进行苗期接种鉴定结合分子标记辅助筛选。得到了 11株聚合2份抗性基因 且高抗蔓枯病的单株。对得到的11株BC2单株自交，并测定BC2果实的品质性状。
[0033] (6)BC2果实品质与白皮脆果实品质测定结果见表一，可见BC2高抗蔓枯病，且果实 品质已很接近白皮脆，说明本发明已经得到了高抗蔓枯病且商品性良好的哈密瓜品系。
[0034] 表1果实性状统计
【主权项】
1. 甜瓜抗蔓枯病聚合基因材料用于哈密瓜育种的方法，包括： 1) 以感蔓枯病的哈密瓜自交系'白皮脆'为母本，聚合基因材料4598为父本，杂交，获 得F1, F1苗期接种鉴定和分子标记辅助选择，选择聚合2份抗性基因且高抗的单株回交； 2) 以'白皮脆'为轮回亲本进行回交2代，且BC1和BC2均经过苗期蔓枯病接种鉴定和 分子标记进行筛选，筛选得到聚合2份抗蔓枯病基因高抗蔓枯病的单株； 3) 对含有聚合基因的BC2单株自交，并对BC2果实商品性进行测定，测定果实质量、含 糖量等，选出果实品质好的单株自交，BC 2即为得到的抗蔓枯病且商品性良好的哈密瓜新品 系。
2. 根据权利1所述的甜瓜抗蔓枯病聚合基因材料用于哈密瓜育种的方法中的分子标 记辅助选择包括： 同时利用与PI420145抗蔓枯病基因连锁的SCAR标记SGSB18c?和与PI482398抗蔓枯病 基因连锁的SSR标记CMTA170a，选择同时具有2份抗性基因且表型高抗的植株。
3. 根据权利1或2所述得到哈密瓜抗蔓枯病品系可继续自交直至获得商品性稳定且良 好的品种进行推广种植。
4. 根据权利1或2或3所述方法可用于甜瓜抗蔓枯病品种的改良和新品种的培育。
【专利摘要】本发明甜瓜抗蔓枯病聚合基因材料用于哈密瓜育种的方法，属于生物技术育种领域，专用于甜瓜的抗蔓枯病聚合育种。将商品性优异但高感蔓枯病的哈密瓜自交系‘白皮脆’与甜瓜的抗蔓枯病聚合基因材料进行杂交，再以‘白皮脆’为回交亲本进行回交2次，其中BC1、BC2都经苗期接种鉴定和分子标记进行辅助筛选，筛选出聚合2份抗性基因且高抗的单株，并对BC2果实品质进行测定，获得了高抗蔓枯病且商品性良好的哈密瓜品系。本发明对甜瓜乃至整个蔬菜作物的聚合育种实践和理论研究具有重要的借鉴意义，极大地推动了甜瓜的品种改良。
【IPC分类】A01H1-02, A01H1-04
【公开号】CN104620975
【申请号】CN201310559623
【发明人】陈劲枫, 徐兵划, 钱春桃, 娄群峰, 毕研飞
【申请人】南京农业大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月13日