甜瓜抗白粉病基因发掘与聚合育种

Xinjiang melon is famous for excellent quality, but it has poor resistance to powdery mildew, so this disease becomes major obstacle of melon production. It's a task of top priority to solve the powdery mildew disease by introducing and exploiting resistant germplasm resources. The powdery mildew resistance genes in introduced germplasm will be further studied in this project. Firstly, powdery mildew pathogen will be investigated and studied, and resistance of various melon lines will be identified. Secondly, crosses between resistant resources and excellent Xinjiang melon were made, and then advanced backcross introgression lines and near-isogenic lines will be constructed to decompose and analyze the loci of resistant genes in wild relatives of melon. Transcripts with different expression patterns related to powdery mildew resistance will be found by RNA-seq, so to reveal the molecular mechanism of resistance. The key resistant gene will be found by fine mapping and map-based cloning. Linkage drag will be broken by marker assisted backcross selection, and high quality melon lines with broad resistance spectrum will be produced by resistant gene pyramiding. Powdery mildew resistance genes will be exploiting and pyramiding in this project, and the basic research in laboratory was closely associated with current status of melon production, it has high theory and great application potential.

新疆甜瓜品质优异，但对白粉病抗性均较差，白粉病病害成为制约新疆甜瓜生产与推广的重要限制因素。通过引进抗病种质解决甜瓜白粉病病害是新疆甜瓜产业发展的当务之急。本项目拟对抗病种质中的抗白粉病基因进行较为深入系统的研究。在调查甜瓜白粉病病原菌及鉴定甜瓜抗病种质抗性的研究基础上，将抗病种质与新疆甜瓜骨干亲本进行杂交，建立高代回交群体和近等基因系。以此对远缘抗病种质的抗病基因进行基因解析与等位分析，发掘新抗病基因。通过转录组测序法发现抗白粉病相关差异表达转录本，揭示其抗白粉病分子机制，并对关键抗病基因进行精细定位与克隆。通过分子标记辅助回交选择，打破连锁累赘，将不同抗白粉病基因聚合，从而培育优质广谱抗病甜瓜新种质。本项目通过甜瓜抗白粉病基因的发掘与聚合育种研究，将实验室基础研究与甜瓜生产实践需求紧密结合，具有较高的理论价值与应用潜力。

新疆甜瓜品质优良，但对白粉病抗性均较差，白粉病病害成为制约新疆甜瓜生产与推广的重要限制因素。通过引进抗病种质解决甜瓜白粉病病害是新疆甜瓜产业发展的当务之急。本项目在调查甜瓜白粉病病原菌及鉴定甜瓜抗病种质抗性的研究基础上，将抗病种质与新疆甜瓜骨干亲本进行杂交，建立了一系列高代回交群体和近等基因系。以此对远缘抗病种质的抗病基因进行基因解析与等位分析，发掘新抗病基因。在前期项目获得Pm-AN抗病基因基础之上，发现非Pm-AN抗病基因8个，分别位于LGII，LGV和LGXII。筛选获得与这些不同抗性基因紧密连锁的分子标记，将其用于抗白粉病基因聚合，选育出含多个抗白粉病基因的优质广谱抗病哈密瓜品种。获得了优质自交系151个，F6代及以上自交系48个，通过分子标记辅助选择，含抗白粉病基因的自交系142个，抗病自交系含3类12种不同来源的抗病基因。建立了系列抗白粉病近等基因系，皇后系列含7种不同来源抗病基因；伽师系列含6种不同来源抗病基因；K413系列含6种不同来源的抗病基因。通过分子标记辅助聚合育种，配制了46个不同组合，其中8个组合含有两个抗性基因，其余组合含有不同抗性基因，进行品种比较实验，多个组合抗病性显著提高。利用甜瓜抗性材料Edisto47和PMR6，实现了位于LGII和LGXII的白粉病抗性基因精细定位。通过转录组测序法发现抗白粉病相关差异表达转录本，揭示其抗白粉病分子机制，克隆关键抗病基因Pm-Edisto47 -1。本项目通过了甜瓜抗白粉病基因的发掘与聚合育种研究，将实验室基础研究与甜瓜生产实践需求紧密结合，具有重要的理论价值与应用潜力。项目组在重要学术刊物上发表相关研究论文15篇，其中SCI源刊物3篇；培养硕士研究生5人，博士研究生2人，博士后1人；荣获自治区省部级科技进步二等奖1项。