桃抗白粉病基因Vr3候选基因的精细定位与鉴定

（2020.11.20 园艺研究）

桃（Prunus persica （L.）Batsch）是蔷薇科中最具特征的物种之一，是温带地区重要的核果作物，2018年全球桃子、油桃和扁平果产量超过2400万吨。大多数商业桃品种易受不同种类的病虫害影响，其中最主要的一种病害是由子囊菌Podosphaera pannosa引起的桃白粉病（PPM）。几乎所有的商业桃品种都不同程度地对PPM敏感，病原菌侵染果实、叶片、芽和茎，菌丝在表面形成灰白色斑点，对果实和叶片的严重侵染可导致其过早脱落。目前控制白粉病的方法主要是从花瓣凋落时开始，按期喷洒杀菌剂。但杀菌剂会对环境安全造成一定的影响，另一种替代方法是开发具有抗性的桃品种。

近日，Horticulture Research在线发表了西班牙农业基因组学研究中心，农业食品研究技术研究所Iban Eduardo团队的题为Fine mapping and identification of candidate genes for the peach powdery mildew resistance gene Vr3的研究論文，为桃育种中Vr3候选基因的研究提供有价值的信息并有助于桃育种中的标记辅助选择。

先前的研究在扁桃（‘Texas）和桃（‘Earlygold）的种间种群中定位了一个抗性基因（Vr3）。为了获得与Vr3高度连接的分子标记并减少候选基因的数量，研究人员基于亲本系的重序列，设计了新的分子标记，包括4个SSRs、14个Indels和4个SNPs。利用这些标记对重组个体进行基因分型，以缩小Vr3所在的基因组区域。使用近等基因系（NILs）对有症状或无症状叶片中的位置候选基因进行表达分析。新的基因分型信息将Vr3精细定位到一个有27个注释基因的270kb基因组区域（在Pp02： 16，912，811和Pp02： 17，184，692之间）。

在27个候选基因中，5个被注释为参与植物防御，另外5个编码结构功能，10个被预测参与植物代谢，7个被注释为未知。参与植物防御的五个候选基因中，Prupe.2G112700和Prupe.2G113200被特异性包含在植物R基因TIR-NBS-LRR类中。此外，5个基因（Prupe.2G112600， Prupe.2G112800， Prupe.2G112900， Prupe.2G113000和Prupe.2G113500）被预测编码蛋白Eceriferum 1，参与表皮蜡质的生物合成。之后研究人员对候选基因进行表达分析，发现了两个抗性和易感个体之间差异表达的基因，被注释为抗病蛋白RGA2（Purpe.2G111700）和涉及表皮蜡生物合成的Eceriferum 1蛋白（Prupe.2G112800）。与易感个体相比，只有RGA2（Prupe.2G111700）含有一个产生终止密码子的高效变异体，并且在含有Vr3扁桃等位基因的杂合子和纯合子个体中都过量表达。因此，RGA2（Prupe.2G111700）被认为是Vr3最强的候选基因。该研究中使用的NILs将促进该基因单独或与其他已知抗性基因如桃粉病抗性基因Vr2协同，以提高对PPM的耐受性，培育优质桃抗性品种。