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分子植物育种
(
网络版
), 2012
年
,
第
10
卷
,
第
1331
-
1337
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2012, Vol.10, 1331
-
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http://mpb.5th.sophiapublisher.com
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育种的方法得到有效控制之后，中国棉花黄萎病的
发生流行和危害日趋严重，凸显为棉花生产病害预
防控制中的头号问题，也是世界性的难题，迫切需
要培育抗黄萎病品种以应生产之需。但由于黄萎病
致病机理复杂且棉花缺乏有效的抗病材料，在抗病
性鉴定与选育过程中借鉴采用与抗枯萎病育种类
似的方法很难奏效，容易导致后代材料选择不准
确，育成品种抗性不稳定，产量、纤维等优良性状
难以聚合，选育效率低下等问题。因此，寻找优良
的抗黄萎病材料，开发或者筛选有效可靠的抗黄萎
病分子标记，并进行分子标记辅助选育，就成为棉
花抗黄萎病育种的重要技术路径。
近年来，随着棉花分子标记技术的发展，中国
研究人员初步构建了高密度棉花遗传连锁图谱，获
得了与部分农艺性状紧密连锁的可用于分子标记
辅助育种的选择标记，取得了可喜的阶段性进展
(Shen et al., 2006; Guo et al., 2008; Qin et al., 2008;
Yang et al., 2008; Lin et al., 2009; Zhang et al., 2009;
2012;
蒋锋等
, 2009,
中国科学
, 39(9): 849-861)
。然
而，分子标记辅助育种技术在棉花抗黄萎病育种方
面的应用较少，主要原因是棉花抗黄萎病机理复
杂，多倍体杂交导致后代性状难以稳定，抗病性状
鉴定稳定性和重复性一般，导致选育过程中容易出
现材料当选或淘汰盲目性较大，以及育种亲本和杂
交后代材料鉴定结果不准确。
为此，本研究尝试开发了高致病性病圃高压筛
选和抗黄萎病分子标记跟踪相结合的方法，以抗病
性较强的中植
372
为抗性资源父本或者母本，和不
同优良农艺性状的亲本配置组合，经过回交、海南
加代选育、再杂交等过程，通过高致病性人工病圃
对杂交及选育后代的每一代材料进行高压筛选，初
步鉴定选育材料的抗病性。同时，利用抗黄萎病分
子标记对的每一代候选抗病材料进行检测跟踪，由
此获得与抗黄萎病性状标记紧密连锁的优良抗性
材料，最终成功选育出中植棉
2
号、新植
5
号等系
列抗黄萎病国审棉花品种。该方法能够初步取得成
功，拟有两个前提条件：一是构建了可用于鉴定棉
花抗黄萎病性状的人工黄萎病圃，保证了候选材料
抗病性状鉴定结果的稳定性和可靠性；二是筛选出了
抗病材料中植
372
与黄萎病紧密连锁的分子标记。
近年来，通过众多研究者的共同努力，海岛棉
和陆地棉抗黄萎病分子标记及分子辅助育种得到
了较为快速的发展
(
房卫平等
, 2001;
高玉千等
,
2003;
甄瑞等
, 2006;
王省芬等
, 2007; Yang et al.,
2008;
蒋锋等
, 2009,
中国科学
, 39(9): 849-861)
。然
而，由于棉花抗黄萎病遗传背景复杂，陆地棉与海
岛棉抗病的遗传基础、杂交群体、不同棉花品种、
不同黄萎病菌系以及不同发育时期都会影响抗黄
萎病分子标记的稳定性和可靠性，给进一步的育种
利用和生产应用带来了困难。本研究以抗病材料中
植
372
和感病材料军棉
1
号配制组合构建了
F
2
作图
群体，通过已公布的
SSR
引物筛选获得与黄萎病抗
性紧密连锁连锁的
SSR
标记
NAU1269
。在育种实
践中，除了通过人工病圃初步筛选杂交及后代材料
之外，结合抗黄萎病标记
NAU1269
的跟踪检测结
果进一步筛选含有该标记的后代材料进行后续选
育，取得了良好的效果，表明与
NAU1269
标记连
锁抗黄萎病区段是黄萎病抗性的重要来源。同时，
利用已知的与黄萎病抗性相关的
SSR
标记
NAU828
和
NAU1225
检测本研究选育的品种也发现，它们
与抗性高度相关，且三个与抗黄萎病连锁的
SSR
标
记呈现共显性分离
(
图
2;
图
3)
。
综上所述，在抗黄萎病育种过程中通过建立高
致病性人工黄萎病病圃对选育材料进行高压筛选，
并借助于分子标记手段进行辅助选择，可以有效地
提高抗病性状改良的选育效率、加快棉花抗黄萎病
育种进程。但是也要看到，本研究仅仅是一个初步
的尝试，由于人工病圃在个别年份极端天气条件下
对材料抗病性状的鉴定不稳定，棉花抗黄萎病性状
由多个基因或者主效基因控制，与棉花抗黄萎病连
锁的分子标记缺乏，本研究仅用一个与抗黄萎病性
状连锁的标记进行筛选，存在部分后代选育的材料
抗性表现一般的情况，有待在今后的研究中进一步
改进和完善。从未来的发展看，建立高效的目标性
状筛选平台，筛选或者开发与目标性状紧密连锁的
分子标记，并将两者相结合是棉花分子标记育种方
法探索、效率提高、抗病谱拓展、抗性持久与稳定
的必由之路。
3
材料与方法
3.1
抗病棉种选育
人工黄萎病圃建立在中国农业科学院植物保
护研究所新乡科研中试基地，属于黄淮海粮棉生态
区，具有良好的自然生态条件和耕作制度代表性，
病圃内发病均匀，受气候条件的影响较小，每年在
常规抗黄萎病病圃中加入采自中国主产棉区之毛
棉籽加工后获得致病力强的短绒土残渣粉碎混合