辣椒抗病蟲基因分子標記研究綜述

許小艷，康厚祥，劉峰，鄒學校1,

（1.湖南農業大學園藝園林學院，湖南 長沙 410128；2.中國農業科學院蔬菜花卉研究所，北京 100081；3.湖南省農業科學院蔬菜研究所，湖南 長沙 410125）

辣椒（Capsicum annuum L.）是一種重要的調味品，也是一種深受人們喜愛的蔬菜，在國內外市場上占有重要地位，為5大蔬菜作物之一。辣椒的病蟲害較多，主要的病害有病毒病害、細菌性病害、真菌性病害，蟲害有根結線蟲等。各種病蟲害是嚴重阻礙辣椒生產發展的重要因素，化學防治在一定程度上能抑制其發生流行，但也會造成辣椒品質下降和環境污染等問題。因此，培育優良的抗病蟲品種一直是辣椒育種者的重要目標。常規的育種方法周期長，而迅速發展的分子標記技術大大地縮短了育種年限，為辣椒抗病蟲育種提供了有利的輔助工具。近年來，辣椒分子標記研究發展很快，如抗煙草花葉病毒、瘡痂病、疫病及線蟲等的基因相繼得到了定位。為此，現將分子標記技術在辣椒抗病蟲基因定位研究中的應用進展介紹如下。

1 病毒病基因

1.1 煙草花葉病毒

Boukema曾報道過侵染辣椒的TMV包括P0、P1、P2、Pl-2-3等小種。經研究發現:L1基因抗P0小種；L2基因抗P0、P1小種；L3基因抗P0、P1、P1-2小種；L4基因抗所有TMV小種。L1～4基因在30℃時失去抗性；L1a基因抗PaMMV-J、P0、P1，在30℃時抗P0；Hk基因在30℃時抗PaMMV-J，而在24℃時不抗。L1～4基因的定位研究較早，Lefebvre等（1995，2002）把L基因定位到P11-Brun染色體上[1－3]。Sugita等（2005）通過DH群體將L3基因定位在LG6上[4]，Tomita等（2008）進一步對L3基因進行精細定位，將其定位在一個包含兩個不同BAC庫的毗連區域[5]。Kim等（2008）獲得一個與L4緊密連鎖的SCAR標記，在回交群體T102圖譜中，與L4的遺傳圖距為1.8 cm；在回交群體T101圖譜中，與L4的遺傳圖距為0.9 cm，比Matsunaga等（2003）開發的SCAR標記更靠近L4基因[6]。

1.2 黃瓜花葉病毒

CMV是世界上最流行的植物病毒之一，每年在世界范圍內對辣椒生產造成嚴重的危害和損失。目前國際上多數學者認為辣椒對CMV的抗性是由多基因控制的。Caranta等（1997）利用DH群體進行抗CMV QTL分析，獲得3個QTLs，分別定位于染色體Noir、Pourpre和LG3上，能解釋57%的表型變異。Ben Chaim等（2001）在‘Maor×Perennial’的180個F3家系上，發現4個抗CMV QTLs，分別為cmv 4.1、cmv 6.1、cmv 11.1和cmv 13.1，其中cmv 11.1為主效QTLs，能解釋16%～33%的表型變異，并發現cmv 11.1與TMV抗性位點L連鎖。Caranta等（2002）利用Vania和H3，經CIM方法發現7個抗CMV的QTLs，主效QTL cmv 12.1能解釋總表型變異的45%～63.6%[7]。

1.3 馬鈴薯Y病毒

在我國，PVY對辣椒的危害僅次于TMV和CMV，包含PVY（0）、PVY（l）和PVY（1，2）小種。目前在辣椒上已發現7個抗PVY的單抗基因（pvr1、pvr2、pvr3、pvr4、pvr5、pvr6、pvr7），pvr1與pvr2連鎖。Caranta等（1997）將Pvr2和Pvr6分別定位于P4-orange和Pourpre上，還發現一組具有數量遺傳特性的QTLs，其中1個主效QTLs定位于orange上，抗PVY（0）、PVY（1,2）、Potyvirus E。Grube等（2000）發現pvr7與pvr4緊密連鎖，并將它們定位到P10；Arnedo-Andrés等（2002）獲得1個與pvr4緊密連鎖，能有效區分抗PVY基因型的SCAR標記[1，8]。

2 細菌性病害基因

瘡痂病（Bacterial spot）是由野油菜黃單胞菌辣椒斑點病致病型（Xanthomonas campestris pv.vesicatoria）引起的。根據寄主的抗性反應，將病原菌劃分為9個小種（P0～P8）。目前在辣椒上共發現4個抗瘡痂病基因（Bs1、Bs2、Bs3、Bs4），均為顯性基因。Bs1基因抗P0、P2、P5；Bs2基因抗P0、P1、P2、P3、P7、P8；Bs3基因抗P0、P1、P4、P7；Bs4基因抗P0、P1、P3、P4、P6。Tai等（1999年）運用RAPD和AFLP技術，得到1個與Bs2基因完全能分離的AFLP標記，并將Bs2基因分離克隆出來了。Pierre等（2000）利用BSA和AFLP技術對Bs3基因進行定位，與最近的AFLP標記的遺傳圖距為1 cm[1]。

3 真菌性病害基因

3.1 辣椒疫病

辣椒疫病是由疫霉菌（Phytophthora capsici Leon.）引起的土傳性病害,常在短期內突發成災,對辣椒生產影響極大。研究表明,辣椒對疫霉菌的抗性遺傳規律相當復雜,既存在垂直抗病性,也存在水平抗病性。Lefebvre和Palloix（1996）利用‘Perennial×Yolo Wonder’DH群體,得到13個與抗疫病基因相關的QTLs,主效QTLs能解釋表型變異的41%～55%,具有上位和加性作用的中等效應QTLs，可以解釋表型變異的17%～28%，加上QTL之間的互作，QTLs的聯合效應能解釋表型變異的90%。Thabuis等（2003）在CM334、Van和Perennial 3個辣椒種內群體進行抗疫病QTLs分析，將主效QTL定位在P5上，將只存在于Van和Perennial群體中的QTL定位在P10上[1]。易圖永等（2007）通過F2群體將與辣椒抗疫病感受性有關的QTLs定位在第5條連鎖群上，與誘導性有關的QTLs分別定位在第1、第2、第5和第8條連鎖群上，與穩定性有關的QTLs定位在第1、第2、第5和第7條連鎖群上，各QTLs可解釋表型變異率在64%以上[9]。同時，安靜等（2007）在第4連鎖群上檢測到2個與辣椒疫病相關QTLs，分別可以解釋表型變異的9.5%和16.4%[10]。

3.2 辣椒白粉病

目前辣椒白粉病多以有性世代的病原菌命名，為韃靼內絲白粉菌（Leveillula taurica），屬子囊菌亞門內絲白粉菌屬。研究表明，辣椒對白粉病的遺傳規律較為復雜。Lefebvre等（2003）通過田間和人工接種方式進行兩種條件下的抗性鑒定試驗，對‘H3ⅹVania’的101個DH株系進行抗白粉病QTL分析，在6條染色體(P2、P5、P6、P9、P10、P12)上共檢測到7個QTLs，即5個加性QTLs和2個上位互作QTLs，有2個QTLs在人工和田間接種條件下都可檢測到。5個加性QTLs在大田接種條件下，能解釋表型變異的18.0%～37.7%；在人工接種條件下，能解釋表型變異的62.5%。加性和上位互作QTLs能解釋表型變異的50%以上[1]。

4 蟲害基因

根結線蟲（Meloidogyne spp.）是當前中國最重要的農作物病原線蟲之一，寄主范圍很廣，超過3000種植物。根結線蟲主要包括南方根結線蟲、花生根結線蟲、爪哇根結線蟲及北方根結線蟲，其中以南方根結線蟲危害最重。1956年，Hare首次發現了辣椒單顯性抗線蟲基因N。目前，在辣椒上已發現并且命名的抗線蟲基因有10個（N、Me1、Me2、Me3、Me4、Me5、Me7、Mech1、Mech2、Cami），其中Me3與Me4連鎖，Me7與Mech1連鎖。Djian-Caporalino等（2001）通過RAPD、AFLP技術和DH群體構建了辣椒抗線蟲基因Me3和Me4的高分辨率遺傳圖譜，發現2個與Me3基因能分離的AFLP標記，與最近標記的遺傳圖距為0.5、1.0、1.5和3.0 cm；2007年，Djian-Caporalino等進一步進將Me基因家族定位在P9上[11]。Wang等（2009）獲得1個與N基因緊密連鎖的SCAR標記，遺傳圖距為6.3 cm[12]。

5 展望

綜上所述，在辣椒抗病蟲基因分子標記研究方面，人們已取得了重要進展，但是應用于抗病育種的研究卻很少。這可能在于目前開發的辣椒抗病分子標記多為AFLP和RAPD標記，像SSR、CAPS、SNP等操作簡單，穩定性好的標記還很少。但是有理由相信，隨著分子標記技術的不斷發展完善，更多抗病基因將得以定位，勢必促進辣椒分子標記輔助選擇育種技術的發展，從而使辣椒的品種改良朝著育種工作者設計的方向發展。

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