陳青 梁 曉 伍春玲 劉迎 徐雪蓮

摘 ?要：采用單株蚜量比值法室內(nèi)鑒定與RAPD、SCAR標(biāo)記相結(jié)合的方法，系統(tǒng)開展了西瓜品種‘黑皮對瓜蚜的抗性遺傳分析。結(jié)果表明，以‘黑皮和‘花綠為親本的雜交F₁代對瓜蚜表現(xiàn)為抗性，自交F₂代植株表型出現(xiàn)抗感性分離，抗蚜與感蚜植株分離比經(jīng)χ²測驗符合3∶1分離規(guī)律，并用篩選獲得的RAPD標(biāo)記WO4₆₀₀和SCAR標(biāo)記WO4-S₅₃₀驗證了4個抗蚜品種、4個感蚜品種和10個F₂抗蚜單株、10個F₂感蚜植株。結(jié)果以‘黑皮為親本的西瓜抗蚜性由單顯性核基因控制且能穩(wěn)定遺傳，‘黑皮‘綠美人‘黑美人和‘惠蘭品種對瓜蚜具有良好抗性，‘花綠‘鳳光‘蕙寶和‘甜美人品種則易感蚜蟲。

關(guān)鍵詞：西瓜品種;瓜蚜;抗蚜性;遺傳分析中圖分類號：S436.5??????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Genetic Analysis of?Resistance of Watermelon Cultivars ‘Heipi to Aphis gossypii

CHEN Qing^{1，2，3，4}，?LIANG Xiao^{1，2，3，4}，?WU Chunling^{1，2，3，4}，?LIU Ying^{1，2，3，4}，?XU Xuelian^{1，2，3，4}

1.?Environment and Plant Protection Institute， Chinese?Academy of?Tropical Agricultural Sciences，?Haikou， Hainan?571101， China; 2.?Key Laboratory of Pests Comprehensive Governance for Tropical Crops， Ministry of Agriculture and Rural Affairs，?Haikou， Hainan?571101， China; 3.?Hainan Engineering Research Center for Biological Control of Tropical Crops Diseases and Insect Pests， Haikou， Hainan 571101， China; 4. Hainan Key Laboratory for Monitoring and Control of Tropical Agricultural Pests， Haikou， Hainan?571101， China

Abstract： To get stable resistant watermelon cultivars， the genetic analysis of the resistance of watermelon cultivar ‘Heipi toAphis gossypii was proceeded by the ratio of aphid number at seedling in a greenhouse?added with RAPD and SCAR. The reciprocal-hybrid?F₁of ‘Heipi and ‘Hualv was resistant while the resistant and susceptible plants in F₂hybrid fitted the separation ratio of 3：1 byχ²test. Four?resistant cultivars， four susceptible cultivars，?ten?resistant F₂ single plants and ten?susceptible F₂ single plants were verified with screened RAPD WO4₆₀₀ and SCAR WO4-S₅₃₀. The results indicated that the resistance of the parent ‘Heipi toA. gossypiiwas controlled by a dominant single gene which was?stably?inherited， ‘Heipi， ‘Lvmeiren， ‘Heimeiren and ‘Huilan were aphid-resistant cultivars， ‘Hualv， ‘Fengguang， ‘Huibao and ‘Tianmeiren were aphid-susceptible cultivars.

Keywords： watermelon cultivars;Aphis gossypii; aphid-resistance; genetic analysis

2 ?結(jié)果與分析

2.1抗蚜性遺傳分析

由表1可知，西瓜品種‘黑皮和‘花綠正反雜交后代F₁表型均未出現(xiàn)抗、感性分離，平均單株蚜量比值分別為0.22和0.24，表現(xiàn)為高抗（HR）。F₁自交所得F₂代植株表型出現(xiàn)抗感性分離，抗蚜與感蚜植株分離比經(jīng)χ²測驗符合3∶1分離規(guī)律（表1）。上述結(jié)果說明，西瓜抗蚜性由單顯性核基因控制，且能穩(wěn)定遺傳。

2.2 抗蚜性遺傳的RAPD標(biāo)記驗證

以抗性穩(wěn)定的抗蚜西瓜品種‘黑皮和感蚜西瓜品種‘花綠為親本正反雜交后代F₂抗、感混合DNA池為模板，從北京三博遠(yuǎn)志生物0

技術(shù)有限責(zé)任公司的89對隨機(jī)引物中篩選出有多態(tài)性差異的引物5對（圖1）。然后以F₂代抗、感混合DNA池、兩親本、F₁代以及F₂代抗、感各1個單株DNA為模板，對這5對引物進(jìn)一步篩選，最終篩選出1個重復(fù)性好、擴(kuò)增條帶清晰可辨、片段大小約為600?bp的1條差異帶，在上述抗蟲DNA池中存在而在感蟲DNA池中不存在，將其命名為WO4₆₀₀（圖2）。

1～2：引物WO4;3～4：引物WO9;5～6：引物WO18;7～8：引物WO27;9～10：引物WO39;M：DNA marker。

1-2： Primer WO4; 3-4： Primer WO9; 5-6： PrimerWO18; 7-8： Primer WO27; 9-10： Primer WO39; M： DNA marker.

用引物WO4對用以構(gòu)建抗、感混合DNA池的20個F₂單株和包括雜交組合親本在內(nèi)的供試抗、感品種進(jìn)行PCR擴(kuò)增，結(jié)果表明，10個F₂抗蚜單株和4個抗蚜品種DNA均能擴(kuò)增出WO4₆₀₀條帶，而10個F₂感蚜單株和4個感蚜品種DNA均未能擴(kuò)增出WO4₆₀₀條帶（圖3，圖4），重復(fù)3次，結(jié)果一致，由此可確定WO4₆₀₀是與西瓜抗蚜性基因連鎖的RAPD標(biāo)記。

1：F₂代感蚜混合DNA池;2：感蚜親本‘花綠;3：F₂代感蚜單株;4：F₂代抗蚜混合DNA池;5：抗蚜親本‘黑皮;6：F₁代;7：F₂代抗蚜單株;M：DNA marker。

1： F₂ susceptible DNA; 2： Susceptible parent ‘Hualv; 3： F₂single susceptible plant; 4： F₂resistant DNA; 5： Resistant parent ‘Heipi; 6： F₁; 7： F₂single resistant plant; M： DNA marker.

圖2引物WO4對抗和感親本、F₁、F₂抗及感混合DNA池、F₂抗及感單株的PCR擴(kuò)增

Fig.?2??Primer WO4 to amplify?by PCR in resistant parent DNA， susceptible parent DNA， F₁DNA， mixed DNA of F₂resistant DNA and susceptible DNA， F₂single resistant plant DNA， F₂single susceptible plant DNA

2.3 ?抗蚜性遺傳的SCAR標(biāo)記驗證

以RAPD標(biāo)記WO4₆₀₀的擴(kuò)增序列為模板設(shè)計1對SCAR引物WO4-S （F： 5?-GCTAACGTC CATAGGACT-3?;R： 5?-TAGTTCCTGGCTCAGACT-3?），進(jìn)一步對20個F₂代單株和包括雜交組合親本在內(nèi)的抗、感品種單株進(jìn)行PCR擴(kuò)增，結(jié)

1～10：F₂代感蚜單株;11～20：F₂代抗蚜單株;M：DNA marker。

1-10： F₂aphid-susceptible plant;?11-20：?F₂aphid-resistant plant;

M： DNA marker.

1～4分別為感蚜品種‘花綠‘鳳光‘蕙寶和‘甜美人;5～8分別為抗蚜品種‘黑皮‘綠美人‘黑美人和‘惠蘭;M：DNA marker。

1-4：?Susceptible cultivars ‘Hualv， ‘Fengguang， ‘Huibao and ‘Tianmeiren; 5-8：?Resistant cultivars ‘Heipi， ‘Lvmeiren， ‘Heimeiren and ‘Huilan; M： DNA marker.

Fig.?4 ?Primer WO4 to amplify?by PCR in 8 DNA ofresistant and susceptible cultivars

果表明，10個F₂抗蚜單株和4個抗蚜品種DNA池均能擴(kuò)增出530?bp大小的單一目標(biāo)片段，而10個F₂感蚜單株和4個感蚜品種DNA池均未能擴(kuò)增出530?bp大小的單一目標(biāo)片段（圖5，圖6），重復(fù)3次，結(jié)果一致，由此可確定WO4-S₅₃₀特異性強(qiáng)，是與西瓜抗蚜性基因連鎖的SCAR標(biāo)記。

3 ?討論

在生產(chǎn)中使用抗蚜蟲品種，可達(dá)到減少用藥，保護(hù)環(huán)境，控制病蟲害發(fā)生，提高辣椒產(chǎn)量和種植效益的目的。然而真正的抗蚜品種未能在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用，主要原因是對抗蚜材料的鑒定工作繁重，抗蚜材料短缺或有待于進(jìn)一步改良^[16]。對辣椒抗蚜蟲基因進(jìn)行分子定位可以對傳統(tǒng)的育種工作起到輔助作用，如在抗蚜材料的鑒定中，利用找到的分子標(biāo)記，結(jié)合農(nóng)藝性狀進(jìn)行選擇，可

1～4：感蚜品種;5～8：抗蚜品種;M：DNA marker。

1-4： Susceptible cultivars;?5-8：?Resistant cultivars;M： DNA marker.

1～10：F₂代感蚜單株;11～20：F₂代抗蚜單株;M：DNA marker。

1-10： F₂aphid-?susceptible plant; 11-20：?F₂aphid-resistant plant;

M： DNA marker.

有效節(jié)省育種時間，提高效率，為育種工作提供科學(xué)依據(jù)與技術(shù)基礎(chǔ)，使短時間內(nèi)培育出高抗蚜蟲新品種成為可能^[6]。本研究發(fā)現(xiàn)以‘黑皮和‘花綠為親本的西瓜抗蚜性由單顯性核基因控制，并通過RAPD標(biāo)記和SCAR標(biāo)記得到進(jìn)一步驗證。研究結(jié)果不僅為西瓜抗蚜性研究提供了穩(wěn)定的抗、感蚜蟲參照品種，而且所篩選出來的與西瓜抗蚜性基因連鎖的SCAR標(biāo)記WO4-S₅₃₀特異性強(qiáng)，為西瓜抗蚜育種材料的精確鑒定提供了技術(shù)支撐。

在‘花綠ב黑皮的F₂代分離群體中，感蟲植株的數(shù)量比預(yù)期3∶1分離比率略高，可能是由于感蟲品種中存在一個修飾基因，改變了顯性基因的抗性^[28]。修飾基因影響顯性單基因遺傳抗性的現(xiàn)象在水稻^[29]、玉米^[30]、油菜^[31]等作物的抗蟲性遺傳分析研究中也有所體現(xiàn)。此外，由于F₂代的抗性評級中往往因人為因素和環(huán)境因素（如光、溫及其他病蟲害）的影響，導(dǎo)致植株死亡或抗性程度下降，影響試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，F(xiàn)₃代的材料往往更可靠，所以經(jīng)常要以F₃代的測定結(jié)果來驗證F₂分析的可靠性。因此，為了能更充分地分析西瓜抗蚜性的遺傳規(guī)律，還需進(jìn)一步開展F₃代抗性評級工作。相關(guān)研究還發(fā)現(xiàn)，作物的抗蚜性與葉片上的短柔毛形成的排趨性密切相關(guān)，例如Bosland等^[32]對彩葉椒品種的抗蚜性機(jī)理研究，以及Frantz等^[33]對室內(nèi)50個辣椒品種的抗蚜性鑒定評價研究。本研究中采用的抗蚜西瓜材料‘黑皮葉片、莖稈上同樣密生著一層絨毛，可能就是因為該材料體表密生的絨毛，使蚜蟲不喜歡在該材料取食為害，不利于蚜蟲寄生，因此表現(xiàn)為抗蚜蟲，二者的關(guān)聯(lián)性有待于在后續(xù)研究中進(jìn)一步驗證。

參考文獻(xiàn)

• 梁亞寬，?胡新平.?建設(shè)生態(tài)省目標(biāo)下的海南西瓜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略[J].?中國瓜菜，?2007（1）：?49-51.
• 李勁松，?韓曉燕，?柳唐鏡，?等.?海南省西瓜甜瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].?中國瓜菜，?2009，?22（5）：?72-74.
• 梁??曉，?伍春玲，?盧??輝，?等.?海南入境臺灣果蔬危險性有害生物普查及其安全性評估[J].?熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，?2017，?37（4）：?52-56， 62.
• 馬興華.?蚜蟲對大棚西瓜的危害及其防治措施[J].?中國瓜菜，?2011，?24（2）：?52-53.
• 毛曉紅，?劉國霞，?張秀霞，?等.?瓜蚜在西葫蘆植株上傳播獲取西瓜花葉病毒的效率及西瓜花葉病毒病的發(fā)生規(guī)律[J].?植物保護(hù)學(xué)報，?2018，?45（6）：?1274-1280.
• 陳 ?青， 盧芙萍， 盧 ?輝，等. 幾種生化物質(zhì)與西瓜抗蚜性的相關(guān)性[J]. 植物保護(hù)學(xué)報， 2016， 43（5）： 858-863.
• 王吉強(qiáng). 吡蟲啉根施對瓜蚜的防治效果及根施后藥劑在黃瓜植株體內(nèi)的傳導(dǎo)分布[D].?保定： 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，?2008.
• 馬建華，?張??怡，?張??蓉，?等.一種新型根用控釋農(nóng)藥片劑防治瓜蚜技術(shù)研究[J].?農(nóng)藥，?2009，?48（10）：?777-778.
• 宮亞軍，?魏書軍，?康總江，?等.?七種農(nóng)藥對瓜蚜的田間藥效試驗[J].?北方園藝，?2012（9）：?138-140.
• 李新江.?九種殺蟲劑對瓜蚜防治試驗[J].?吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，?2013，?38（2）：?61-63.
• Painter?Reginald H. Insect resistance in crop plants[J]. Soil Science， 1951， 72（6）：?481-489.
• 王琛柱，?張青文，?楊奇華，?等.?植物抗蟲性的化學(xué)基礎(chǔ)[J].?植物保護(hù)，?1993（6）：?39-41.
• Bellotti A， Campo B?H， Hyman G. Cassava production and pest management： present and potential threats in a changing environment[J]. Tropical Plant Biology， 2012， 5（1）： 39-72.
• Pathak?R S， 張建東.?豇豆抗蚜遺傳[J].?北方園藝，?1990（2）：?42-44.
• 周??明.?作物抗蟲性原理及應(yīng)用[M]. 北京： 農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社， 1992： 89-96.
• 梁??曉，?伍春玲，?陳??青.?辣椒抗蚜品種‘豬大腸的抗蚜性遺傳分析[J].?生物技術(shù)通報，?2018，?34（2）：?150-156.
• 賈繼增.?分子標(biāo)記種質(zhì)資源鑒定和分子標(biāo)記育種[J].?中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，?1996（4）：?2-11.
• 李紅雙，?李景富，?許向陽.?番茄抗根結(jié)線蟲病基因的RAPD和SCAR標(biāo)記[J].?植物病理學(xué)報，?2006（2）：?185-188.
• 閆玉華，?馬鴻翔，?雷家軍，?等.?紅花草莓紅花基因RAPD標(biāo)記轉(zhuǎn)化為SCAR標(biāo)記[J].?分子植物育種，?2006（5）：?690-694.
• 王洪振，?王??姝，?鄺盼盼，?等.?DNA分子標(biāo)記技術(shù)及其在植物育種中的應(yīng)用[J].?吉林師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），?2016，?37（1）：?108-111.
• 李怡斐，?蔣曉英，?張世才，?等.?加工型辣椒細(xì)胞質(zhì)雄性不育育性基因分子標(biāo)記及輔助育種[J].?分子植物育種，?2016，?14（4）：?946-952.
• 方??榮，?陳學(xué)軍，?周坤華，?等.?辣椒早熟性狀遺傳研究進(jìn)展[J].?中國蔬菜，?2009（22）：?1-5.
• 郭??爽，?黃??貞，?常紹東，?等.?利用分子標(biāo)記鑒定辣椒抗疫病材料[J].?中國農(nóng)學(xué)通報，?2012，?28（13）：?163-166.
• 王??剛，?李二峰，?茆振川，?等.?對辣椒抗性基因Me3表現(xiàn)毒性的南方根結(jié)線蟲群體的SCAR分子標(biāo)記[J].?中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，?2013，?46（5）：?943-949.
• 許小艷，?康厚祥，?劉??峰，?等.?辣椒抗病蟲基因分子標(biāo)記研究綜述[J].?湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，?2010（13）：?84-86.
• 徐雪蓮，?張銀東，?符悅冠，?等.?不同西瓜品種抗蚜性鑒定[J].?中國蔬菜，?2013（20）：?82-86.
• Michelmore RW， Kesseli I?P. Identification of markers linked to disease-resistance genes by bulked segregant analysis： a rapid method to detect markers in specific genomic regions by using segregating populations[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 1991， 88（21）：?9828-9832.
• 鄒小花，?張海英，?李??勝，?等.?野生西瓜種質(zhì)PI296341-FR抗枯萎病菌生理小種2的遺傳規(guī)律[J].?園藝學(xué)報，?2011，?38（9）：?1699-1706.
• 段遠(yuǎn)霖， 李維明， 吳為人， 等. 水稻小穗分化調(diào)控基因fzp（t）的遺傳分析和分子標(biāo)記定位[J]. 中國科學(xué)（C輯： 生命科學(xué)）， 2003（1）： 27-32.
• 田耀加， 趙守光， 張 ?華， 等. 鮮食玉米雜交組合抗南方銹病鑒定及其抗性遺傳初析[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報， 2014， 45（7）： 1188-1192.
• 陳碧云， 伍曉明， 陸光遠(yuǎn)， 等. 兩種油菜花瓣缺失突變體無花瓣性狀的遺傳分析[J]. 中國油料作物學(xué)報， 2006（3）： 263-267.
• Bosland P W. Capsicums： innovative uses of an ancient crop[M]//Janick?J.?Progress in New Crops.?Arlington：?ASHS Press. 1996：?479-487.
• Frantz J?D， Gardner J， Hoffmann M?P， et al. Greenhouse screening of Capsicum accessions for resistance to green peach aphid （Myzus persicae）[J]. HortScience， 2004， 39（6）：?1332-1335.