2019—2021年辽宁省兴城市3个梨杂交组合F1代枝干轮纹病抗性数据集

姜淑苓 张艳杰 王 斐 欧春青 马 力

(中国农业科学院果树研究所/农业农村部园艺作物种质资源利用重点实验室,兴城 125100)

数据库(集)基本信息汇总表

我国梨种植面积和产量分别占世界的67.30%和69.68%(http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC)。我国存在丰富的梨资源,保存的梨品种资源类型3 000余份,栽培品种覆盖白梨、砂梨、秋子梨、新疆梨和西洋梨等多个梨系统[1],广泛栽培的梨品种有130余个,主要有4 个优势梨产区和4 个特色梨产区,即华北白梨产区、西北白梨产区、黄河故道白梨和砂梨产区、长江流域砂梨产区、东北特色梨产区、渤海湾特色梨产区、新疆特色梨产区以及西南特色梨产区[2]。从种植面积看,河北居全国第一,其次为辽宁、新疆、四川、河南、云南等省区,从产量看,河北仍居第一位,其次为新疆、河南、辽宁、安徽和山东等省区(http://data.stats.gov.cn/)。

由葡萄座腔菌(B.dothidea)引起的梨轮纹病[3,4],主要危害梨树枝干和果实,导致枝干粗皮、果实腐烂,严重降低树势和产量。枝干受害时,以皮孔为中心,形成圆形或椭圆形的瘤状物,质地坚硬,周围逐渐凹陷,形成直径0.5~3.0 cm 暗褐色病斑,边缘龟裂,病斑表面可产生很多黑色小粒点,受害严重时,表皮粗糙,病斑连片,故有“粗皮病”之称[5-7]。枝干轮纹病在我国各梨产区均有发生,已成为威胁我国梨产业健康发展主要病害之一[8]。

通过培育抗性品种控制病害是最经济有效的措施,揭示抗性遗传规律是培育抗性品种的基础,挖掘抗性分子标记是进行抗性资源快速筛选的前提。目前,对梨种质资源的枝干轮纹病抗性鉴定、抗性遗传规律和抗病分子标记和基因的挖掘鉴定等方面的研究报道较少。已有研究显示,不同的梨种质资源对轮纹病的抗性存在显著差异,田间调查显示,不同梨系统植株发病情况不同,秋子梨系统调查的17 个品种,均未发现发病植株;
白梨系统调查的20 个品种中,3个植株发病,病情指数仅为1.23,中国砂梨调查了14个品种,也未发现发病植株;
日本砂梨调查了10 个品种,有3株发病,病情指数为3.45;
西洋梨调查了25个品种,有28 株发病,病情指数为15.30;
秋子梨高抗枝干轮纹病,早酥、康佛伦斯、晚三吉等品种抗轮纹病,五九香、安古列母、贵妃和锦香等品种抗性中等,而三季和二十世纪等易感轮纹病,西洋梨品种五月鲜极不抗轮纹病[9,10];
另外,翠冠、黄金和黄冠等品种表现为高抗,丰水、爱甘水、新高、绿宝石等较抗枝干轮纹病,而西子绿和筑水等品种表现为感病[11]。魏树伟等[12]通过接种鉴定了山东43 份梨种质资源对枝干轮纹病的抗性,发现金秋梨、毛杜梨和秋白梨等抗性较强;而文登冬梨、崂山恩梨、泗水秋白梨等抗性较弱。在遗传规律方面,李晓刚等[11]分析认为梨对轮纹病的抗性表现为多基因控制的数量性状[13],亲本均为感病品种时,后代感病单株比例较高,如果亲本之一为抗病品种,可大幅提高抗病单株的比例,以抗病品种作母本较其作父本可获得更高比例的抗病单株。张艳杰等[14]通过离体接种鉴定发现,苹果梨、早酥、黄冠等品种抗病,而八月红、红香酥和锦丰等品种表现感病,通过调查和分析,发现无论母本为抗病品种还是感病品种,当父本为抗病品种时,F1 代群体的抗感比较高,而当父本为感病品种时,抗感比较低。

根据鉴定结果,苹果梨抗枝干轮纹病,八月红和红香酥感枝干轮纹病,本研究选取两个抗感杂交组合和一个双感杂交组合进行数据采集,采用田间自然发病调查法,调查收集了‘苹果梨×八月红’(抗感组合)、‘苹果梨×红香酥’(抗感组合)、‘八月红×红香酥’(双感组合)等3个杂交组合697株F1代梨树枝干轮纹病的田间发病情况,评价F1 代对轮纹病的抗性程度,为分析轮纹病抗性遗传规律、筛选抗病种质材料、挖掘抗性分子标记和基因以及选育抗病新品种奠定基础。

数据采集地位于辽宁省兴城市中国农业科学院果树研究所温泉试验基地,共有‘苹果梨×八月红’杂交F1 代401 株,‘苹果梨×红香酥’杂交F1 代132 株,‘八月红×红香酥’杂交F1 代164 株,于2007 年定植,目前实生树均已结果。

采用田间自然发病调查法,分别于2017—2021年连续5 年调查记录每株杂种实生树的枝干轮纹病发病情况。根据病斑面积记录单株发病程度,并评价抗性程度。分级标准[14-15]为:0 级,高抗,树体无轮纹病瘤;
1 级,抗病,树体分布有零星散生的轮纹病瘤;
2级,感病,主干、骨干枝轮纹病瘤较为密集或有少量连片的轮纹病斑;
3 级,中感,主干、骨干枝上有较多连片的轮纹病斑,主干病斑面积达20%以上;
4 级,高感,主干、骨干枝上有大量连片的轮纹病斑,主干病斑面积达60%以上。

2017—2021 年,连续5 年采集了3 个梨杂交组合697个F1代的枝干轮纹病田间发病数据,根据病斑面积进行了病害分级,分别为0 级、1 级、2 级、3 级和4级,根据病级,评价F1 代对枝干轮纹病的抗性水平,分别为高抗、抗病、感病、中感和高感(表1)。结果显示,3 个杂交组合后代中均以高抗植株比例最高,其中在抗感杂交组合‘苹果梨×红香酥’的132个杂交F1代中,高抗植株比例达到78.79%,为104株,其抗感分离比达到12.2∶1;
另一个抗感杂交组合‘苹果梨×八月红’的401 个F1 代中高抗植株比例为56.36%;
在双感亲本‘八月红×红香酥’杂交F1 代的164 个单株中,高感、中感和感病单株比例均为3 个杂交组合中最高的,比例分别达到3.66%、4.27%和7.93%,该组合中抗感分离比为5.31∶1(表2)。

表1 F1代枝干轮纹病田间调查参数Tab.1 Field investigation parameters of pear stem ring rot in F1 generation

进行田间调查前,首先制定了调查方案和标准,病害分级标准参见第二部分,并对参与调查的人员进行培训,保证调查人员的固定性,尽可能减少人为误差。调查时间为每年的11—12 月,此时梨树已落叶,进入休眠期,便于观察枝干。调查时,每个调查小组2人,1人负责观察,1人负责记录核实,观察者需围绕树体从下至上观察枝干各个部位,先主干后分枝,记录F1 单株的病害级别。每个调查小组调查20 株后,由另一调查小组随机抽取5 个单株进行复查,病害级别与第一组调查吻合,即认为数据可信,无需重复调查,否则重复调查这20 个单株。待调查结束,将调查数据输入Excel 表中,并根据分级标准,评估抗性水平。

本研究公开发表了2017—2021 年‘苹果梨×八月红’‘苹果梨×红香酥’和‘八月红×红香酥’等3个杂交组合697 株F1 代梨枝干轮纹病田间发病情况数据集,主要包括F1代单株的病害分级和抗性水平,该数据可结合亲本苹果梨、八月红和红香酥的病害分级和抗性水平,进行枝干轮纹病抗性遗传规律的分析,可结合各单株基因组重测序以及BSA 分析进行抗性分子标记和基因的深入挖掘,可结合F1 代果实性状数据,筛选优质、抗病的优株,进而培育出优质、抗病新品种。本数据集原始数据可通过国家农业科学数据中心获取网络获取,登录首页后点“资源服务”下的“数据服务”,进入相应页面。

数据作者分工职责

姜淑苓(1971—),女,辽宁人,硕士,研究员,研究方向为梨遗传育种及配套栽培技术。主要承担工作:方案设计、组织实施、田间调查、论文撰写及质量控制。

张艳杰(1985—),男,河北人,博士,助理研究员,研究方向为梨抗病育种和分子辅助育种技术。主要承担工作:田间调查、数据处理、质量控制。

王斐(1979—),女,山东人,硕士,研究员,研究方向为梨遗传育种。主要承担工作:田间调查及质量控制。

欧春青(1981—),男,辽宁人,博士,副研究员,研究方向为梨树矮化砧木和新品种的选育及主要农艺性状的遗传机制。主要承担工作:田间调查、数据收集及质量控制。

马力(1967—),男,辽宁人,农艺师,研究方向为梨新品种选育。主要承担工作:田间调查及质量控制。

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