臺南區農業改良場研究彙報第82號-茄子抗青枯病之數量性狀基因座定位
茄子 (Solanum melongena L.) 是國內常見的夏季與秋季蔬菜,除了作為鮮食蔬菜使用外,
也常被做為番茄 (Solanum lycopersicum) 的根砧使用。青枯病 (Bacterial wilt) 是茄科作物栽培上常見的細菌性土傳病害,
其致病的青枯病菌是由許多不同菌系所構成的複合種 (Ralstonia solanacearum species complex, RssC),
透過基因序列的比對,青枯病菌的種類可以被簡單地歸納為 5 個演化型 (phylotype) (9) ,
目前臺灣常見的青枯病主要是以第一演化型 (phylotype I) 的 race 1,以及第二演化型 (phylotype II) 的 race 3 為主 (7,11,14) 。
相較於其他茄科物種,茄子對青枯病的抗性較佳,是適合用來了解茄科作物抗青枯病機制的優良研究材料。
青枯病的抗性是國內茄子育種選拔的重要性狀之一,然而茄子抗青枯病屬於數量性狀遺傳,
且抗病性評估容易遭受外在環境與接種技術的影響 (18) ,因此茄子抗青枯病的育種選拔效率不佳。
如能透過分子標誌輔助選種 (marker-assisted selection, MAS) 在早世代時期,
進行抗病茄子個體選拔,將有助於提升茄子抗青枯病的育種效率。
茄子為 2 倍體植物,基因組由 12 對染色體所組成 (2n = 24),透過全基因體解序結果顯示,
茄子基因體組大約有 1.17 Gb 的鹼基對 (21) ,
目前國際上已有許多關於茄科作物抗青枯病之數量性狀基因座 (quantitative trait locus, QTL) 文章被發表,
主要包含番茄 (5,20) 、茄子 (4,13,17,18) 、番椒 (8) 及馬鈴薯 (10,22) 。
在茄子抗青枯病的數量性狀基因座實驗中,
Lebeau 等人 (2013) 透過由 ‘AG91-25’ ( 抗病親本 ) 與 ‘MM738’ ( 感病親本 )
所衍生的 178 個重組自交系 (recombinant inbred lines, RILs),
進 行茄子抗青枯病的數量性狀基因座定位,獲得了一個來自抗病親本的主效 QTL (ERs1),
此 QTL 能夠協助茄子抵抗 3 個隸屬於 phylotype I 的青枯病菌株 (13) 。
Salgon 等人 (2017) 使用 8 個青枯病菌株 (5 個隸屬於 phylotype I,
另外 3 個分別隸屬於 phylotypeIIA、phylotypeIIB 與 phylotypeIII),接種與 Lebeau 等人 (2013) 相同的分離族群,
藉由 8 個不同菌株接種後的抗病性外表型,進行數量性狀基因座定位,
實驗結果除了發現了一個與 Lebeau 等人 (2013) 相同 的 ERs1 主效 QTL 外,
也獲得了 2 個對不同演化型菌株具有廣效性的 QTLs (17) 。
Salgon 等人 (2018) 文章中則使用了 123 個由 ‘EG203’ ( 抗病親本 ) 與
MM738( 感病親本 ) 所衍生的雙單 倍體族群 (doubled haploid, DH) 進行數量性狀基因座定位,
分別獲得了 10 個抗青枯病 Pss4 菌株,與 3 個抗 R3598 菌株的 QTLs (18) 。
‘EG203’ 是亞蔬-世界蔬菜中心 (World Vegetable Center, AVRDC) 在 1990 年代,
篩選出 來對青枯病具有優良抗病性的抗病品種之一 (2) ,也是目前國內最常見的抗青枯病根砧品種。
前人研究以 12 個分屬於 3 種不同演化型的青枯病菌株接種 ‘EG203’,
結果發現,‘EG203’ 對 於試驗中的 7 個青枯病菌株能產生高抗病能力 (12) 。
青枯病菌株種類多樣,不同國家地區間流行的菌株差異甚大,且青枯病發病情況容易受環境影響,
為了獲得可運用在國內抗青枯病育種的數量性狀基因座,本研究使用由國內茄科作物田區,
分離出的青枯病菌株 Pss4、 Pss97,以及 Pss190 進行研究,
接種國內使用最廣泛的抗青枯病 ‘EG203’ 品系,透過與不抗病的 ‘EG048’ 品系雜交所衍生的 F2 族群,
進行青枯病抗性的遺傳分析。Pss4 為國內番茄栽培田區所分離的青枯病菌株,具備穩定的致病力,
因此,實驗最後選擇以 Pss4 菌株接種後 的 F2 族群,進行茄子抗青枯病的數量性狀基因座定位,
作為茄子抗青枯病分子標誌輔助選 種之分子標誌開發基礎,提升國內抗茄子抗青枯病的育種效率。
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