炭疽病是一種由刺盤孢屬引起的重要病害,對茶樹的產(chǎn)量和經(jīng)濟價值有著顯著影響。近些年,國內(nèi)外學(xué)者在茶炭疽病的發(fā)病特征、致病機理、流行規(guī)律、病原鑒定及防治措施等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究,取得了良好的進(jìn)展。然而,關(guān)于茶樹炭疽病抗性的遺傳機理研究卻鮮有報道。
近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所茶樹種質(zhì)資源創(chuàng)新團隊研究解析茶樹炭疽病抗性的遺傳機制,相關(guān)研究成果以“QTL Detection and Candidate Gene Analysis of Anthracnose Resistance Locus in Tea Plant (Camellia sinensis)”為題在線發(fā)表在植物學(xué)經(jīng)典期刊Journal of Integrative Agriculture上。
研究人員通過田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)茶樹‘龍井43’ב白雞冠’雜交F1代對炭疽病存在明顯抗性差異。隨后基于連鎖分析發(fā)現(xiàn)一個主效QTL(qAR-12.4)在兩年分別可以解釋10.8%和12.7%的表型變異;進(jìn)一步通過混池測序定位了兩個基因組區(qū)段與炭疽病抗性具有很強的相關(guān)性:位于1號染色體的qARChr1和13號染色體的qARChr13。對親本‘龍井43’和‘白雞冠’在接種山茶炭疽菌0、24和48小時后的葉片分別進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,結(jié)果顯示位于qARChr1區(qū)段內(nèi)的核定位ERF轉(zhuǎn)錄因子(CsERF105)表達(dá)水平在‘白雞冠’葉片接種后逐漸提高,而在‘龍井43’中則沒有該趨勢。進(jìn)一步通過對‘白雞冠’進(jìn)行CsERF105反義寡核苷酸處理,發(fā)現(xiàn)其炭疽病抗性顯著降低,表明CsERF105可能是一個影響炭疽病抗性的正調(diào)控因子,研究初步明確了茶樹抗炭疽病的遺傳位點,并為后續(xù)的分子育種提供了理論依據(jù)。
我所博士生張晨禹和杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院李紅莉副研究員為論文的共同第一作者,我所馬春雷研究員、姚明哲研究員為論文的共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃項目課題、浙江省農(nóng)業(yè)新品種選育重大科技專項、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所基本科研業(yè)務(wù)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項目的資助。
