葡萄抗病分子育种研究进展_李慧娥

DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2012.01.008

园艺学报 2012，39（1）：182–190 http: // www. ahs. ac. cn

Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@

葡萄抗病分子育种研究进展

李慧娥*，郭其强

（西藏农牧学院，西藏林芝 860000）

摘 要：近年来分子标记已广泛应用于葡萄辅助育种，大大缩短葡萄抗病育种周期。随着越来越多的抗病基因被逐渐鉴定分离，转基因定向抗病育种也取得初步成绩。本文中综述了葡萄抗病分子育种近

年来的研究进展及所取得成果，对抗病分子育种中存在的问题进行了分析和讨论。

关键词：葡萄；抗病；分子育种

中图分类号：S 663.1 文献标识码：A 文章编号：0513-353X（2012）01-0182-09 Progress on Molecular Breeding for Grape Disease Resistance

LI Hui-e* and GUO Qi-qiang

（Tibet Agricultural and Animal Husbandry College，Nyingchi，Tibet 860000，China）

Abstract：Marker-assisted selection significantly facilitates breeding of new resistant grape varieties，which is widely used in recent years. In addition，with identification and isolation of more and more

resistant genes from grape，genetic modification for disease resistance has obtained some preliminary

achievements. Progress and achievements of molecular breeding for grape disease resistance have been

reviewed. Meanwhile，the problems present was also analyzed and discussed.

Key words：grape；disease resistance；molecular breeding

葡萄被用来鲜食、制汁、制干、制酒的历史可追溯到8 000年前（Fischer et al.，2004）。近年来研究发现，葡萄和葡萄产品是绿色抗癌药物白藜芦醇（Res）的最重要来源（Waffo-Teguo et al.，2008）。

包括Res在内的葡萄籽提取物已发展成欧美国家的保健品（Polagruto et al.，2007）。

葡萄真菌病害白粉病、霜霉病、黑痘病、白腐病、灰霉病等是世界葡萄生产上的重要病害，可造成50% ~ 70%的减产（Kortekamp et al.，2006；Wan et al.，2007；Li et al.，2008；Hvarleva et al.，

2009）。欧洲葡萄（Vitis vinifera）以其优良的品质成为生产中的主栽种，然而其对上述重要病害的

抵抗力较差（Fung et al.，2008）。

生产上控制病原菌的方法高度依赖喷施化学杀菌剂（Hvarleva et al.，2009；Dry et al.，2010），这不仅为食品安全带来隐患，而且大幅增加生产成本，同时也污染环境。更为严重的是，病原菌对

杀菌剂逐渐产生抗性，从而大大降低杀菌剂的功效（Ferreira et al.，2004；Baudoin et al.，2008）。因

此培育高品质抗病品种在世界葡萄育种中显得尤为重要。

传统育种需要通过对杂交后代表现型进行筛选，此过程耗财费时，且不易选育出既品质好又抗

收稿日期：2011–07–15；修回日期：2011–11–14

基金项目：教育部211工程师资队伍建设项目资助（SZRC-211-14）

* E-mail：lihuiesh@

1期李慧娥等：葡萄抗病分子育种研究进展 183

病的理想品种（Hvarleva et al.，2009）。20世纪末分子生物学技术飞速发展为加快葡萄抗病育种进程带来新的契机。分子生物学技术结合葡萄全基因组序列的运用既可缩短葡萄育种年限，又可提高定向育种效率，已被葡萄抗病育种研究者重视。

1 分子标记辅助抗病育种

1.1抗病基因分子标记与遗传作图

遗传连锁图谱的构建有助于早期筛选抗病基因，从而缩短育种年限。同时，分子标记辅助育种也有利于加快同一基因型中多种性状的整合（Di Gaspero & Cattonaro，2010）。

在过去的十多年中，国内外研究者致力于构建遗传连锁图谱，为寻找与数量性状位点相连锁的标记做了大量研究。目前已有RAPD（random amplified polymorphic DNA）、SSR（simple sequence repeat）、RFLP（restriction fragment length polymorphism）、AFLP（amplified fragment length polymorphism）、SCAR（sequence characterized amplified region）等多种分子标记用于葡萄抗病基因遗传连锁图谱的构建。

Fischer等（2004）运用RAPD、AFLP、SCAR和SSR标记对抗病葡萄‘雷根特’和感病葡萄‘莱姆贝格’及153个杂交后代进行分析后构建遗传连锁图谱，在连锁图谱上分别定位了抗白粉病与霜霉病QTL；Welter等（2007）在此图谱中又检测到一个主效抗白粉病QTL和抗霜霉病的主效、微效QTL各一个。此外，Akkurt等（2007）对‘雷根特’中两个抗白粉病主效QTL相关SCAR标记做了鉴定，其与抗病的相关性在其它不同遗传背景种质中也得到证实。Krivanek等（2006）利用抗、感皮尔斯病的峡谷葡萄及其杂交后代，采用SSR标记定位了一个控制抗皮尔斯病的主效QTL （Pierce’s disease Resistance 1，PdR1）。在此基础上，Riaz等（2009）采用SSR标记在4 321株后代中筛选出1 683株具有皮尔斯病抗性位点的后代。然而尽管QTL分析在遗传连锁图谱中主效抗病位点鉴定方面被广泛应用，但对于微效抗病位点的鉴定却不是很有效（Kortekamp et al.，2008）。

Kim等（2008）发现葡萄黑痘病受1个显性基因控制，运用AFLP和RAPD标记对326个抗、感黑痘病葡萄基因型及其杂交后代进行分析后，成功转换成SCAR标记OPB151247，此标记存在所有被检抗黑痘病的基因型中。Sabir等（2010）运用AFLP对抗生物或非生物胁迫的葡萄砧木基因型进行分析，发现19个基因型高度多态，由此开发的AFLP引物组合成为亲缘关系相近葡萄种质鉴定的有利工具。Merdinoglu等（2003）鉴定出20个与抗白粉病位点Run1（Resistance to Uncinula necator 1）紧密连锁的标记，基于同一研究群体的抗霜霉病位点Rpv1（Resistance to Plasmopora viticola 1）对霜霉病仅具有部分抗性，且与白粉病抗性位点Run1共分离。Hoffmann等（2008）采用SSR标记对抗、感白粉病欧洲葡萄310个杂交后代分析发现一对单显性抗性等位基因REN1（Resistance to Erysiphe Necator 1）。

Lowe等（2009）在采用SSR标记构建葡萄遗传连锁图谱基础上分析杂交后代群体，发现减弱或者高重复重组区域的鉴定可为从野生葡萄种中置换抗病基因，获得重组杂交后代，构建大规模高质量遗传图谱，以及克隆抗病基因提供支持。Di Gaspero等（2007）基于5个优良欧洲葡萄品种杂交群体构建的图谱是目前密度最高的连锁图谱，其中对420个SSR和82个抗病候选基因标记在两个分离群体的连锁图进行了定位。

万怡震（2003）采用RAPD多态性谱带以“双假测交”为理论依据，以中国毛葡萄与欧洲葡萄及其杂交后代为材料，对抗病主效基因进行了分子遗传作图与定位研究，结果表明，葡萄白粉病和霜霉病抗性遗传均由一对主效基因和若干微效基因共同控制，且抗白粉病、霜霉病、炭疽病和白腐