辣椒抗病虫基因分子标记研究综述

许小艳，康厚祥，刘峰，邹学校1,

（1.湖南农业大学园艺园林学院，湖南 长沙 410128；2.中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081；3.湖南省农业科学院蔬菜研究所，湖南 长沙 410125）

辣椒（Capsicum annuum L.）是一种重要的调味品，也是一种深受人们喜爱的蔬菜，在国内外市场上占有重要地位，为5大蔬菜作物之一。辣椒的病虫害较多，主要的病害有病毒病害、细菌性病害、真菌性病害，虫害有根结线虫等。各种病虫害是严重阻碍辣椒生产发展的重要因素，化学防治在一定程度上能抑制其发生流行，但也会造成辣椒品质下降和环境污染等问题。因此，培育优良的抗病虫品种一直是辣椒育种者的重要目标。常规的育种方法周期长，而迅速发展的分子标记技术大大地缩短了育种年限，为辣椒抗病虫育种提供了有利的辅助工具。近年来，辣椒分子标记研究发展很快，如抗烟草花叶病毒、疮痂病、疫病及线虫等的基因相继得到了定位。为此，现将分子标记技术在辣椒抗病虫基因定位研究中的应用进展介绍如下。

1 病毒病基因

1.1 烟草花叶病毒

Boukema曾报道过侵染辣椒的TMV包括P0、P1、P2、Pl-2-3等小种。经研究发现:L1基因抗P0小种；L2基因抗P0、P1小种；L3基因抗P0、P1、P1-2小种；L4基因抗所有TMV小种。L1～4基因在30℃时失去抗性；L1a基因抗PaMMV-J、P0、P1，在30℃时抗P0；Hk基因在30℃时抗PaMMV-J，而在24℃时不抗。L1～4基因的定位研究较早，Lefebvre等（1995，2002）把L基因定位到P11-Brun染色体上[1－3]。Sugita等（2005）通过DH群体将L3基因定位在LG6上[4]，Tomita等（2008）进一步对L3基因进行精细定位，将其定位在一个包含两个不同BAC库的毗连区域[5]。Kim等（2008）获得一个与L4紧密连锁的SCAR标记，在回交群体T102图谱中，与L4的遗传图距为1.8 cm；在回交群体T101图谱中，与L4的遗传图距为0.9 cm，比Matsunaga等（2003）开发的SCAR标记更靠近L4基因[6]。

1.2 黄瓜花叶病毒

CMV是世界上最流行的植物病毒之一，每年在世界范围内对辣椒生产造成严重的危害和损失。目前国际上多数学者认为辣椒对CMV的抗性是由多基因控制的。Caranta等（1997）利用DH群体进行抗CMV QTL分析，获得3个QTLs，分别定位于染色体Noir、Pourpre和LG3上，能解释57%的表型变异。Ben Chaim等（2001）在‘Maor×Perennial’的180个F3家系上，发现4个抗CMV QTLs，分别为cmv 4.1、cmv 6.1、cmv 11.1和cmv 13.1，其中cmv 11.1为主效QTLs，能解释16%～33%的表型变异，并发现cmv 11.1与TMV抗性位点L连锁。Caranta等（2002）利用Vania和H3，经CIM方法发现7个抗CMV的QTLs，主效QTL cmv 12.1能解释总表型变异的45%～63.6%[7]。

1.3 马铃薯Y病毒

在我国，PVY对辣椒的危害仅次于TMV和CMV，包含PVY（0）、PVY（l）和PVY（1，2）小种。目前在辣椒上已发现7个抗PVY的单抗基因（pvr1、pvr2、pvr3、pvr4、pvr5、pvr6、pvr7），pvr1与pvr2连锁。Caranta等（1997）将Pvr2和Pvr6分别定位于P4-orange和Pourpre上，还发现一组具有数量遗传特性的QTLs，其中1个主效QTLs定位于orange上，抗PVY（0）、PVY（1,2）、Potyvirus E。Grube等（2000）发现pvr7与pvr4紧密连锁，并将它们定位到P10；Arnedo-Andrés等（2002）获得1个与pvr4紧密连锁，能有效区分抗PVY基因型的SCAR标记[1，8]。

2 细菌性病害基因

疮痂病（Bacterial spot）是由野油菜黄单胞菌辣椒斑点病致病型（Xanthomonas campestris pv.vesicatoria）引起的。根据寄主的抗性反应，将病原菌划分为9个小种（P0～P8）。目前在辣椒上共发现4个抗疮痂病基因（Bs1、Bs2、Bs3、Bs4），均为显性基因。Bs1基因抗P0、P2、P5；Bs2基因抗P0、P1、P2、P3、P7、P8；Bs3基因抗P0、P1、P4、P7；Bs4基因抗P0、P1、P3、P4、P6。Tai等（1999年）运用RAPD和AFLP技术，得到1个与Bs2基因完全能分离的AFLP标记，并将Bs2基因分离克隆出来了。Pierre等（2000）利用BSA和AFLP技术对Bs3基因进行定位，与最近的AFLP标记的遗传图距为1 cm[1]。

3 真菌性病害基因

3.1 辣椒疫病

辣椒疫病是由疫霉菌（Phytophthora capsici Leon.）引起的土传性病害,常在短期内突发成灾,对辣椒生产影响极大。研究表明,辣椒对疫霉菌的抗性遗传规律相当复杂,既存在垂直抗病性,也存在水平抗病性。Lefebvre和Palloix（1996）利用‘Perennial×Yolo Wonder’DH群体,得到13个与抗疫病基因相关的QTLs,主效QTLs能解释表型变异的41%～55%,具有上位和加性作用的中等效应QTLs，可以解释表型变异的17%～28%，加上QTL之间的互作，QTLs的联合效应能解释表型变异的90%。Thabuis等（2003）在CM334、Van和Perennial 3个辣椒种内群体进行抗疫病QTLs分析，将主效QTL定位在P5上，将只存在于Van和Perennial群体中的QTL定位在P10上[1]。易图永等（2007）通过F2群体将与辣椒抗疫病感受性有关的QTLs定位在第5条连锁群上，与诱导性有关的QTLs分别定位在第1、第2、第5和第8条连锁群上，与稳定性有关的QTLs定位在第1、第2、第5和第7条连锁群上，各QTLs可解释表型变异率在64%以上[9]。同时，安静等（2007）在第4连锁群上检测到2个与辣椒疫病相关QTLs，分别可以解释表型变异的9.5%和16.4%[10]。

3.2 辣椒白粉病

目前辣椒白粉病多以有性世代的病原菌命名，为鞑靼内丝白粉菌（Leveillula taurica），属子囊菌亚门内丝白粉菌属。研究表明，辣椒对白粉病的遗传规律较为复杂。Lefebvre等（2003）通过田间和人工接种方式进行两种条件下的抗性鉴定试验，对‘H3ⅹVania’的101个DH株系进行抗白粉病QTL分析，在6条染色体(P2、P5、P6、P9、P10、P12)上共检测到7个QTLs，即5个加性QTLs和2个上位互作QTLs，有2个QTLs在人工和田间接种条件下都可检测到。5个加性QTLs在大田接种条件下，能解释表型变异的18.0%～37.7%；在人工接种条件下，能解释表型变异的62.5%。加性和上位互作QTLs能解释表型变异的50%以上[1]。

4 虫害基因

根结线虫（Meloidogyne spp.）是当前中国最重要的农作物病原线虫之一，寄主范围很广，超过3000种植物。根结线虫主要包括南方根结线虫、花生根结线虫、爪哇根结线虫及北方根结线虫，其中以南方根结线虫危害最重。1956年，Hare首次发现了辣椒单显性抗线虫基因N。目前，在辣椒上已发现并且命名的抗线虫基因有10个（N、Me1、Me2、Me3、Me4、Me5、Me7、Mech1、Mech2、Cami），其中Me3与Me4连锁，Me7与Mech1连锁。Djian-Caporalino等（2001）通过RAPD、AFLP技术和DH群体构建了辣椒抗线虫基因Me3和Me4的高分辨率遗传图谱，发现2个与Me3基因能分离的AFLP标记，与最近标记的遗传图距为0.5、1.0、1.5和3.0 cm；2007年，Djian-Caporalino等进一步进将Me基因家族定位在P9上[11]。Wang等（2009）获得1个与N基因紧密连锁的SCAR标记，遗传图距为6.3 cm[12]。

5 展望

综上所述，在辣椒抗病虫基因分子标记研究方面，人们已取得了重要进展，但是应用于抗病育种的研究却很少。这可能在于目前开发的辣椒抗病分子标记多为AFLP和RAPD标记，像SSR、CAPS、SNP等操作简单，稳定性好的标记还很少。但是有理由相信，随着分子标记技术的不断发展完善，更多抗病基因将得以定位，势必促进辣椒分子标记辅助选择育种技术的发展，从而使辣椒的品种改良朝着育种工作者设计的方向发展。

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