望山红×鸡冠F1代对苹果轮纹病抗性鉴定及遗传分析

黄金凤，杨 华，刘 志

(辽宁省果树科学研究所，辽宁 营口 115009)

【研究意义】 目前，我国是世界上苹果栽培面积最大、总产量最高的国家[1]。轮纹病(Apple ring rot)的发生严重威胁着苹果产业的发展[2]。而鸡冠苹果，具有抗轮纹病、抗腐烂病，抗寒，抗旱等优点[3-4]。因此，研究望山红(高感)与鸡冠(高抗)杂交 F1材料对轮纹病的抗性，对培育抗病苹果新品种，以及解决轮纹病危害苹果产业安全问题，具有重要科学意义。【前人研究进展】轮纹病主要危害枝干与果实，导致枝干粗皮或溃疡，严重时影响树势，果实发病则丧失商品价值[5]。该病主分布于中国、日本、韩国等亚洲国家[6-9]。在南北美洲、欧洲和澳洲也有分布[10-12]。我国苹果轮纹病由2种主要病原引起，即葡萄座腔菌(B.dothidea)和粗皮葡萄座腔菌(B.kuwatsukai)[13]。目前，关于苹果抗轮纹病的研究主要集中在品种、砧木和野生资源，评价结果为，目前主栽品种如富士、元帅、嘎拉均易感轮纹病[14-17]。生产上，物理防治轮纹病以刮取病斑为主，此方法对环境友好，但费工费时。化学防治以喷施甲基硫菌灵为主。因其杀菌谱广、防治效果好而被广泛使用。但长期连续使用，加速了病原菌抗药性的产生，而且对于感病苹果品种，即使增加喷药次数，也不能有效控制轮纹病的发生[18]。【本研究切入点】鉴于生产上主栽苹果品种对轮纹病抗性差，本研究开展以高抗材料鸡冠为亲本的F1代群体抗性评价工作。【拟解决的关键问题】本研究采用人工接种和田间自然发病调查相结合的方法，以望山红、鸡冠及其F1代群为试验材料，进行轮纹病抗性鉴定，并对群体遗传倾向进行分析，旨在为今后选育抗轮纹病苹果品种提供参考。

1 材料与方法

1.1 植物材料

试验于 2016和2018 年在辽宁省果树科学研究所苹果育种课题组实验基地进行(辽宁熊岳)。轮纹病抗性评价材料共120份，包括望山红、鸡冠及F1代群体的118个单株。2006年定植，常规管理，苗龄一致。供试轮纹病菌株，分离自辽宁省果树所苹果育种课题组实验基地。

1.2 其他材料及仪器

马铃薯、蔗糖、琼脂、乙醇、次氯酸钠、电热恒温培养箱、显微镜、保鲜膜。

1.3 人工接种抗性鉴定

配置1×105个/mL轮纹病孢子悬液，用10 cm长的滤纸条蘸取孢子悬液接种于苹果新梢上，保鲜膜保湿7 d。每株树接种10个20 cm长新梢。当年10月末调查新梢发病情况。

实验采用的病情分级与种质资源抗病评价标准参考文献[17]。

1.4 田间自然发病调查

分别于2016和2018年在苹果树休眠期，按 5 个级别记录各材料树干的自然发病情况[16]。

1.5 数据分析

利用SPSS 19软件进行数据统计及分析。遗传变异分析参考崔艳波[19]的方法。

2 结果与分析

2.1 人工接种抗性鉴定结果

对120份苹果新梢进行人工接种试验，表明，供试材料病情指数在24.2～92.5，无免疫材料，但材料间抗性差异较大(表 1)。其中高抗材料9份，占 7.5 %，中抗材料32份，占 26.7 %。中感材料61份，占50.8 %，高感材料18份，占15.0 %。

2.2 田间抗性调查结果

2016年田间调查整体发病较轻，其中免疫材料57份，占47.5 %，高抗材料24份，占20.0 %，中抗材料11份，占9.2 %，中感材料18份，占15.0 %，高感材料10份，占8.3 %(表 1)。2018年总体的抗病趋势与 2016 年一致，其中免疫材料31份，占25.8 %，高抗材料各29份，占24.2 %，中抗材料23份，占19.2 %，中感材料23份，占19.2 %，高感材料14份，占11.7 %(表 1)。同一材料不同年份间的抗性存在差异，如 2016 年WJ-3、WJ-7表现免疫，2018 年调查结果表现为高抗。但WJ-8等27份材料在两年的调查中都表现为免疫，鸡冠、WJ-6等9份材料2年间均表现为高抗。与2016年相比，2018年除免疫材料的发病数量下降外，其余抗性等级材料的发病数量均增加。

表1 望山红与鸡冠杂交 F1代 对B.dothidea的抗性鉴定

2.3 人工接种与田间调查综合评价

将人工接种和田间发病调查的抗性结果进行比较，完全一致的材料有22份，包括鸡冠、WJ-6、WJ-47、WJ-86、WJ-99、WJ-105等6份高抗材料。随着苹果树体的不断生长，田间调查的抗病结果与人工接种有更为接近的趋势。如田间调查WJ-9、WJ-10等9份材料在2016年表现为免疫或高抗，而2018年调查结果与人工接种相同，即为中抗。就人工接种和田间调查的一致率来看，随着调查时间的延长，一致率逐渐提高，2016年为 18.3 %，2018 年为 35.0 %。

2.4 杂交后代对轮纹病抗性的遗传分析

2.4.1 F1代病情指数次数分布 望山红与鸡冠杂交后代的病情指数，呈单峰，基本符合正态分布(图1)。说明苹果对轮纹病抗性是多基因控制的数量性状。

图1 望山红×鸡冠杂交后代病情指数分布Fig.1 The frequency distribution of the disease index on the hybrid progenies of Wangshanhong×Jiguan

续表1 Continued table 1

续表1 Continued table 1

2.4.2 F1代抗轮纹病的遗传变异 望山红×鸡冠F1代对轮纹病抗性变异系数为27.2 %，出现广泛地分离(表2)。遗传传传递力较大，为92.8 %，表明以加性效应为主，并存在一定的非加性效应。子代病情指数的平均值低于中亲值，说明后代群体单株对轮纹病抗性受鸡冠的遗传影响大。后代出现超低亲植株，超低亲率6.8 %，具有一定的选择抗病单株的潜力。

表2 望山红×鸡冠杂交后代抗病性的遗传变异

3 讨 论

3.1 2种抗性评价方法比较

以人工接种和田间自然发病调查两种方法，对苹果种质资源进行抗轮纹病评价。试验结果表明，2种评价方法均能不同程度反映材料的抗病性。但田间自然发病条件下，材料的感病程度普遍较轻。某些材料在人工接种评价时表现为感病，但在田间调查时，属于抗病类型，如WJ-92接种评价时表现为中感，但在田间调查时表现为中抗。田间评价只能反应出材料之间的抗病性差异，不易真正筛选出抗病性强的材料。而且田间调查结果受气候影响较严重，鉴定结果可能不稳定[20]。人工接种评价，接种菌液浓度相同，且用时短。与田间自然发病相比，人工接种，相当于加大了选择压力，对抗病材料的筛选效率更高、更可靠[21-22]。

3.2 本研究F1代抗病性分离

以高感材料望山红和高抗材料鸡冠为亲本，杂交后代出现了高抗 、中抗、中感、高感4种不同类型杂交种，抗病性出现了分离，可以进行 QTL 分析。 因此，我们已采用望山红和鸡冠的F1代群体构建物理图谱。开展抗轮纹病相关QTL定位，寻找抗病候选基因，为进一步开展苹果抗轮纹病分子标记辅助育种及抗病调控机制研究提供理论依据。

4 结 论

通过人工接种与田间自然发病调查的综合评价，筛选出鸡冠、WJ-6、WJ-47、WJ-86、WJ-99、WJ-105等6份稳定高抗轮纹材料，可作为抗病育种的亲本进一步杂交利用。遗传分析表明，F1代群体对轮纹病抗性属于多基因控制的数量性，为后续深人开展分子遗传研究奠定基础。