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追踪火疫病
发布时间:2017/8/3 8:45:04 点击数:340

 六月份,研究生 Jamie Coggins 和技术员 Bonnie Schonberg 在美国华盛顿哥伦比亚大学附近的Orlando 试验园进行试验,测量了火疫病对苹果树的影响。

       去年夏天,一组研究人员带着剪刀穿过华盛顿州中北部的苹果园,做了一件不可思议的事:他们在 1600 棵苹果树上接种了火疫病菌。当然,他们的目标不是消灭一个果园。相反,他们试图找出不同苹果品种的抗火疫病的基因,并最终利用这些抗病基因的信息开发出新的抗火疫病品种。 

       长期以来,梨种植者早已知道由病原细菌欧文氏菌(Erwinia amylovora)引起的火疫病带来的挑战。随着新种植(感病)品种的发展,火疫病已经成为苹果种植者的重大威胁。 

       火疫病研究的负责人,华盛顿州立大学苹果育种学家 Kate Evans 说:“当我们种植红元帅(蛇果)时,这并不是什么问题,因为红元帅是抗火疫病的。但当种植者开始大量种植的其他品种(感病品种),火疫病就成了一个大问题。”

扩大基因分型 

       全国各地的研究人员一直在努力建立不同作物品种的基因型信息。这是 RosBREED项目内容,其目的是通过识别理想果实品质的 DNA 标记来提高和加快育种过程。RosBREED 2 项目旨在通过添加抗病分子标记来最大化地提高第一个项目的产出。



 技术人员和学生在韦纳奇的哥伦比亚试验园分析苹果品种对火疫病的抗性。

       例如,埃文斯和她的团队已经收集了该试验果园 1600 棵树(350 种栽培品种)的基因和果实品质的信息。但是,如果她能确定这些果树对火疫病的抗性,她就能从这些树中得到新的信息。        她说:“首先,我们也许能够鉴定出我们以前所不掌握的新的抗性资源。目前测试的这些树主要代表正常的鲜食苹果种质资源,而不是果实比较小的野苹果(或海棠),其中一些是抗火疫病的。如果我们能够鉴定出一些具有一定抗性水平的种质资源,并在育种计划中使用,那就太棒了。” 

       另一个潜在的收获:由于研究人员已经拥有这些树的基因型信息,他们也许能够识别出与其抗火疫病相关连锁的 DNA 标记,这样可以使用 DNA 筛选来预测育种项目中的哪些果树是对火疫病有抗性的。 

       综合起来,新发现的抗性基因和 DNA 标记的将使研究人员能够积累多重抗性基因,从而提高抗性的持久性和育种项目的效率。


韦纳奇的哥伦比亚观察园中受到火疫病的影响,一滴菌脓从苹果树上渗出

调查研究

       埃文斯和她的团队不能给她的原始研究果园接种火疫病菌,因为风险太高,可能会把原始的种质资源毁掉。取而代之的是,她必须建立一个新的种植园来进行这项接种试验。 

    来自西弗吉尼亚州的美国农业部 Kearneysville 试验站植物病理学家 Jay Norelli 说:“对于许多病害,如苹果黑星病,这种病害的发生通常是广泛而均匀的,这类病害不会导致死树。而火疫病则不然,这种病害发生是随机分散,除非对果树进行人工接种,否则不容易得到可靠的抗病性数据。”

        Norelli 领导了 RosBREED 项目的病害研究,并与 Evans 在这一试验中合作,他一直致力于研究果树抗病的潜在基础和开发针对包括火疫病在内的特定病害的新型控制策略。因此,把剪刀放到树上(进行火疫病接种)。到目前为止,这些树在研究的第一年就表现出了一系列的反应。 

       Evans 笑着说,“我们在树上的接种很成功,通过观察症状,知道你的接种没有问题,但我们确实也看到一些树没有表现出任何症状。”Evans 说,这一结果为第一年提供了大量数据,她打算明年继续这项工作。她说:“做这样的研究仅有一年的数据是不够的,它的信息不够丰富。“明年有一些树就不用再研究了,但对于那些没有表现出任何症状的树来说,我们真的需要重复这个接种过程,这样我们就能获得确信的数据,能够用于后面的研究。”

靶向性 

        美国农业部的植物病理学家 Jay Norelli 领导了 RosBREED 项目的病害研究工作,他一直致力于研究果树抗病性的潜在基础和开发针对包括火疫病在内的特定病害的新型控制策略。 

        具体来说,他和其他一些人针对的是一些特定的品种,他们知道这些品种是抗火疫病的,并且具有良好的果实质量,包括 Splendor,一个在美国没有种植的新西兰品种,由于储藏问题,从未真正进入过商业市场。“它的味道很好,而且已经被用于许多育种项目中。”他说。

        在 RosBREED 项目之外,华盛顿州立大学的 Norelli 和 Kate Evans 也已经确定了一些野苹果 Malus sieversii(现有苹果栽培种的原始祖先)个体,它们具有很强的对火疫病抗性。 

       他说:“我们正在努力通过杂交来进行遗传分析,这将在育种项目中引入更高的抗性水平,但因为它涉及到繁育新品种,而不是鉴定现有品种的抗性,所以将会花费更长的时间。即使从优良的品种开始,比如 Splendor,培育果树的新品种仍然需要很长时间,而且要花很长时间才能被这个行业所接受,这是一个重大的任务。”



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