姜淑苓 張艷杰 王 斐 歐春青 馬 力
(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部園藝作物種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,興城 125100)
數(shù)據(jù)庫(集)基本信息匯總表
我國梨種植面積和產(chǎn)量分別占世界的67.30%和69.68%(http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC)。我國存在豐富的梨資源,保存的梨品種資源類型3 000余份,栽培品種覆蓋白梨、砂梨、秋子梨、新疆梨和西洋梨等多個(gè)梨系統(tǒng)[1],廣泛栽培的梨品種有130余個(gè),主要有4 個(gè)優(yōu)勢(shì)梨產(chǎn)區(qū)和4 個(gè)特色梨產(chǎn)區(qū),即華北白梨產(chǎn)區(qū)、西北白梨產(chǎn)區(qū)、黃河故道白梨和砂梨產(chǎn)區(qū)、長(zhǎng)江流域砂梨產(chǎn)區(qū)、東北特色梨產(chǎn)區(qū)、渤海灣特色梨產(chǎn)區(qū)、新疆特色梨產(chǎn)區(qū)以及西南特色梨產(chǎn)區(qū)[2]。從種植面積看,河北居全國第一,其次為遼寧、新疆、四川、河南、云南等省區(qū),從產(chǎn)量看,河北仍居第一位,其次為新疆、河南、遼寧、安徽和山東等省區(qū)(http://data.stats.gov.cn/)。
由葡萄座腔菌(B.dothidea)引起的梨輪紋病[3,4],主要危害梨樹枝干和果實(shí),導(dǎo)致枝干粗皮、果實(shí)腐爛,嚴(yán)重降低樹勢(shì)和產(chǎn)量。枝干受害時(shí),以皮孔為中心,形成圓形或橢圓形的瘤狀物,質(zhì)地堅(jiān)硬,周圍逐漸凹陷,形成直徑0.5~3.0 cm 暗褐色病斑,邊緣龜裂,病斑表面可產(chǎn)生很多黑色小粒點(diǎn),受害嚴(yán)重時(shí),表皮粗糙,病斑連片,故有“粗皮病”之稱[5-7]。枝干輪紋病在我國各梨產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生,已成為威脅我國梨產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展主要病害之一[8]。
通過培育抗性品種控制病害是最經(jīng)濟(jì)有效的措施,揭示抗性遺傳規(guī)律是培育抗性品種的基礎(chǔ),挖掘抗性分子標(biāo)記是進(jìn)行抗性資源快速篩選的前提。目前,對(duì)梨種質(zhì)資源的枝干輪紋病抗性鑒定、抗性遺傳規(guī)律和抗病分子標(biāo)記和基因的挖掘鑒定等方面的研究報(bào)道較少。已有研究顯示,不同的梨種質(zhì)資源對(duì)輪紋病的抗性存在顯著差異,田間調(diào)查顯示,不同梨系統(tǒng)植株發(fā)病情況不同,秋子梨系統(tǒng)調(diào)查的17 個(gè)品種,均未發(fā)現(xiàn)發(fā)病植株;白梨系統(tǒng)調(diào)查的20 個(gè)品種中,3個(gè)植株發(fā)病,病情指數(shù)僅為1.23,中國砂梨調(diào)查了14個(gè)品種,也未發(fā)現(xiàn)發(fā)病植株;日本砂梨調(diào)查了10 個(gè)品種,有3株發(fā)病,病情指數(shù)為3.45;西洋梨調(diào)查了25個(gè)品種,有28 株發(fā)病,病情指數(shù)為15.30;秋子梨高抗枝干輪紋病,早酥、康佛倫斯、晚三吉等品種抗輪紋病,五九香、安古列母、貴妃和錦香等品種抗性中等,而三季和二十世紀(jì)等易感輪紋病,西洋梨品種五月鮮極不抗輪紋病[9,10];另外,翠冠、黃金和黃冠等品種表現(xiàn)為高抗,豐水、愛甘水、新高、綠寶石等較抗枝干輪紋病,而西子綠和筑水等品種表現(xiàn)為感病[11]。魏樹偉等[12]通過接種鑒定了山東43 份梨種質(zhì)資源對(duì)枝干輪紋病的抗性,發(fā)現(xiàn)金秋梨、毛杜梨和秋白梨等抗性較強(qiáng);而文登冬梨、嶗山恩梨、泗水秋白梨等抗性較弱。在遺傳規(guī)律方面,李曉剛等[11]分析認(rèn)為梨對(duì)輪紋病的抗性表現(xiàn)為多基因控制的數(shù)量性狀[13],親本均為感病品種時(shí),后代感病單株比例較高,如果親本之一為抗病品種,可大幅提高抗病單株的比例,以抗病品種作母本較其作父本可獲得更高比例的抗病單株。張艷杰等[14]通過離體接種鑒定發(fā)現(xiàn),蘋果梨、早酥、黃冠等品種抗病,而八月紅、紅香酥和錦豐等品種表現(xiàn)感病,通過調(diào)查和分析,發(fā)現(xiàn)無論母本為抗病品種還是感病品種,當(dāng)父本為抗病品種時(shí),F(xiàn)1 代群體的抗感比較高,而當(dāng)父本為感病品種時(shí),抗感比較低。
根據(jù)鑒定結(jié)果,蘋果梨抗枝干輪紋病,八月紅和紅香酥感枝干輪紋病,本研究選取兩個(gè)抗感雜交組合和一個(gè)雙感雜交組合進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,采用田間自然發(fā)病調(diào)查法,調(diào)查收集了‘蘋果梨×八月紅’(抗感組合)、‘蘋果梨×紅香酥’(抗感組合)、‘八月紅×紅香酥’(雙感組合)等3個(gè)雜交組合697株F1代梨樹枝干輪紋病的田間發(fā)病情況,評(píng)價(jià)F1 代對(duì)輪紋病的抗性程度,為分析輪紋病抗性遺傳規(guī)律、篩選抗病種質(zhì)材料、挖掘抗性分子標(biāo)記和基因以及選育抗病新品種奠定基礎(chǔ)。
數(shù)據(jù)采集地位于遼寧省興城市中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所溫泉試驗(yàn)基地,共有‘蘋果梨×八月紅’雜交F1 代401 株,‘蘋果梨×紅香酥’雜交F1 代132 株,‘八月紅×紅香酥’雜交F1 代164 株,于2007 年定植,目前實(shí)生樹均已結(jié)果。
采用田間自然發(fā)病調(diào)查法,分別于2017—2021年連續(xù)5 年調(diào)查記錄每株雜種實(shí)生樹的枝干輪紋病發(fā)病情況。根據(jù)病斑面積記錄單株發(fā)病程度,并評(píng)價(jià)抗性程度。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[14-15]為:0 級(jí),高抗,樹體無輪紋病瘤;1 級(jí),抗病,樹體分布有零星散生的輪紋病瘤;2級(jí),感病,主干、骨干枝輪紋病瘤較為密集或有少量連片的輪紋病斑;3 級(jí),中感,主干、骨干枝上有較多連片的輪紋病斑,主干病斑面積達(dá)20%以上;4 級(jí),高感,主干、骨干枝上有大量連片的輪紋病斑,主干病斑面積達(dá)60%以上。
2017—2021 年,連續(xù)5 年采集了3 個(gè)梨雜交組合697個(gè)F1代的枝干輪紋病田間發(fā)病數(shù)據(jù),根據(jù)病斑面積進(jìn)行了病害分級(jí),分別為0 級(jí)、1 級(jí)、2 級(jí)、3 級(jí)和4級(jí),根據(jù)病級(jí),評(píng)價(jià)F1 代對(duì)枝干輪紋病的抗性水平,分別為高抗、抗病、感病、中感和高感(表1)。結(jié)果顯示,3 個(gè)雜交組合后代中均以高抗植株比例最高,其中在抗感雜交組合‘蘋果梨×紅香酥’的132個(gè)雜交F1代中,高抗植株比例達(dá)到78.79%,為104株,其抗感分離比達(dá)到12.2∶1;另一個(gè)抗感雜交組合‘蘋果梨×八月紅’的401 個(gè)F1 代中高抗植株比例為56.36%;在雙感親本‘八月紅×紅香酥’雜交F1 代的164 個(gè)單株中,高感、中感和感病單株比例均為3 個(gè)雜交組合中最高的,比例分別達(dá)到3.66%、4.27%和7.93%,該組合中抗感分離比為5.31∶1(表2)。
表1 F1代枝干輪紋病田間調(diào)查參數(shù)Tab.1 Field investigation parameters of pear stem ring rot in F1 generation
進(jìn)行田間調(diào)查前,首先制定了調(diào)查方案和標(biāo)準(zhǔn),病害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參見第二部分,并對(duì)參與調(diào)查的人員進(jìn)行培訓(xùn),保證調(diào)查人員的固定性,盡可能減少人為誤差。調(diào)查時(shí)間為每年的11—12 月,此時(shí)梨樹已落葉,進(jìn)入休眠期,便于觀察枝干。調(diào)查時(shí),每個(gè)調(diào)查小組2人,1人負(fù)責(zé)觀察,1人負(fù)責(zé)記錄核實(shí),觀察者需圍繞樹體從下至上觀察枝干各個(gè)部位,先主干后分枝,記錄F1 單株的病害級(jí)別。每個(gè)調(diào)查小組調(diào)查20 株后,由另一調(diào)查小組隨機(jī)抽取5 個(gè)單株進(jìn)行復(fù)查,病害級(jí)別與第一組調(diào)查吻合,即認(rèn)為數(shù)據(jù)可信,無需重復(fù)調(diào)查,否則重復(fù)調(diào)查這20 個(gè)單株。待調(diào)查結(jié)束,將調(diào)查數(shù)據(jù)輸入Excel 表中,并根據(jù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),評(píng)估抗性水平。
本研究公開發(fā)表了2017—2021 年‘蘋果梨×八月紅’‘蘋果梨×紅香酥’和‘八月紅×紅香酥’等3個(gè)雜交組合697 株F1 代梨枝干輪紋病田間發(fā)病情況數(shù)據(jù)集,主要包括F1代單株的病害分級(jí)和抗性水平,該數(shù)據(jù)可結(jié)合親本蘋果梨、八月紅和紅香酥的病害分級(jí)和抗性水平,進(jìn)行枝干輪紋病抗性遺傳規(guī)律的分析,可結(jié)合各單株基因組重測(cè)序以及BSA 分析進(jìn)行抗性分子標(biāo)記和基因的深入挖掘,可結(jié)合F1 代果實(shí)性狀數(shù)據(jù),篩選優(yōu)質(zhì)、抗病的優(yōu)株,進(jìn)而培育出優(yōu)質(zhì)、抗病新品種。本數(shù)據(jù)集原始數(shù)據(jù)可通過國家農(nóng)業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)中心獲取網(wǎng)絡(luò)獲取,登錄首頁后點(diǎn)“資源服務(wù)”下的“數(shù)據(jù)服務(wù)”,進(jìn)入相應(yīng)頁面。
數(shù)據(jù)作者分工職責(zé)
姜淑苓(1971—),女,遼寧人,碩士,研究員,研究方向?yàn)槔孢z傳育種及配套栽培技術(shù)。主要承擔(dān)工作:方案設(shè)計(jì)、組織實(shí)施、田間調(diào)查、論文撰寫及質(zhì)量控制。
張艷杰(1985—),男,河北人,博士,助理研究員,研究方向?yàn)槔婵共∮N和分子輔助育種技術(shù)。主要承擔(dān)工作:田間調(diào)查、數(shù)據(jù)處理、質(zhì)量控制。
王斐(1979—),女,山東人,碩士,研究員,研究方向?yàn)槔孢z傳育種。主要承擔(dān)工作:田間調(diào)查及質(zhì)量控制。
歐春青(1981—),男,遼寧人,博士,副研究員,研究方向?yàn)槔鏄浒枘竞托缕贩N的選育及主要農(nóng)藝性狀的遺傳機(jī)制。主要承擔(dān)工作:田間調(diào)查、數(shù)據(jù)收集及質(zhì)量控制。
馬力(1967—),男,遼寧人,農(nóng)藝師,研究方向?yàn)槔嫘缕贩N選育。主要承擔(dān)工作:田間調(diào)查及質(zhì)量控制。