桃抗白粉病基因Vr3候選基因的精細(xì)定位與鑒定

（2020.11.20 園藝研究）

桃（Prunus persica （L.）Batsch）是薔薇科中最具特征的物種之一，是溫帶地區(qū)重要的核果作物，2018年全球桃子、油桃和扁平果產(chǎn)量超過2400萬噸。大多數(shù)商業(yè)桃品種易受不同種類的病蟲害影響，其中最主要的一種病害是由子囊菌Podosphaera pannosa引起的桃白粉?。≒PM）。幾乎所有的商業(yè)桃品種都不同程度地對PPM敏感，病原菌侵染果實、葉片、芽和莖，菌絲在表面形成灰白色斑點，對果實和葉片的嚴(yán)重侵染可導(dǎo)致其過早脫落。目前控制白粉病的方法主要是從花瓣凋落時開始，按期噴灑殺菌劑。但殺菌劑會對環(huán)境安全造成一定的影響，另一種替代方法是開發(fā)具有抗性的桃品種。

近日，Horticulture Research在線發(fā)表了西班牙農(nóng)業(yè)基因組學(xué)研究中心，農(nóng)業(yè)食品研究技術(shù)研究所Iban Eduardo團隊的題為Fine mapping and identification of candidate genes for the peach powdery mildew resistance gene Vr3的研究論文，為桃育種中Vr3候選基因的研究提供有價值的信息并有助于桃育種中的標(biāo)記輔助選擇。

先前的研究在扁桃（‘Texas）和桃（‘Earlygold）的種間種群中定位了一個抗性基因（Vr3）。為了獲得與Vr3高度連接的分子標(biāo)記并減少候選基因的數(shù)量，研究人員基于親本系的重序列，設(shè)計了新的分子標(biāo)記，包括4個SSRs、14個Indels和4個SNPs。利用這些標(biāo)記對重組個體進(jìn)行基因分型，以縮小Vr3所在的基因組區(qū)域。使用近等基因系（NILs）對有癥狀或無癥狀葉片中的位置候選基因進(jìn)行表達(dá)分析。新的基因分型信息將Vr3精細(xì)定位到一個有27個注釋基因的270kb基因組區(qū)域（在Pp02： 16，912，811和Pp02： 17，184，692之間）。

在27個候選基因中，5個被注釋為參與植物防御，另外5個編碼結(jié)構(gòu)功能，10個被預(yù)測參與植物代謝，7個被注釋為未知。參與植物防御的五個候選基因中，Prupe.2G112700和Prupe.2G113200被特異性包含在植物R基因TIR-NBS-LRR類中。此外，5個基因（Prupe.2G112600， Prupe.2G112800， Prupe.2G112900， Prupe.2G113000和Prupe.2G113500）被預(yù)測編碼蛋白Eceriferum 1，參與表皮蠟質(zhì)的生物合成。之后研究人員對候選基因進(jìn)行表達(dá)分析，發(fā)現(xiàn)了兩個抗性和易感個體之間差異表達(dá)的基因，被注釋為抗病蛋白RGA2（Purpe.2G111700）和涉及表皮蠟生物合成的Eceriferum 1蛋白（Prupe.2G112800）。與易感個體相比，只有RGA2（Prupe.2G111700）含有一個產(chǎn)生終止密碼子的高效變異體，并且在含有Vr3扁桃等位基因的雜合子和純合子個體中都過量表達(dá)。因此，RGA2（Prupe.2G111700）被認(rèn)為是Vr3最強的候選基因。該研究中使用的NILs將促進(jìn)該基因單獨或與其他已知抗性基因如桃粉病抗性基因Vr2協(xié)同，以提高對PPM的耐受性，培育優(yōu)質(zhì)桃抗性品種。