番茄抗病育种研究概况及展望

权建华，陈修斌，鄂利锋，许耀照，陈 叶

（河西学院农业与生态工程学院，甘肃 张掖 734000）

番茄又名西红柿，是一种典型的喜温性蔬菜作物。由于它独特的风味和较高的营养价值，目前已成为蔬菜栽培中的主栽品种，露地、塑料大棚、日光温室及其他保护地设施都广泛种植。

各种病害的流行危害和逆境条件的制约成为限制番茄生产发展的主要原因，尤其是近几年番茄黄化曲叶病毒病（TYLCV，tomato yellow leaf curl virus）等各种病害的流行发生，造成番茄严重减产，而选育多抗品种成为最有效和最根本的解决方法，可通过利用常规杂交育种技术结合分子标记辅助选择技术，快速高效地选育优良品种。下面将综述番茄生产中一些主要病害及研究进展，以期探讨这些病害的防治方法及抗病新品种的选育，为番茄产业的健康发展提供理论依据。

1 番茄抗病育种的研究进展

番茄种植面积大，但病害发生也严重，目前有40多种番茄病害制约番茄的生产，尤其是近年来番茄黄化曲叶病毒病、番茄褪绿病毒病、灰叶斑病、青枯病等给番茄产业造成了严重损失。据Czosnek等[1]调查，从番茄的近缘野生种中能得到与各种病害相应的抗源，通过杂交或回交转育已将近半数抗病基因转入到栽培品种中。Rebecca等[2]发现，野生多毛番茄（Lycopersicon hirsutumDunal）LA1033对晚疫病表现高抗性，有2个位点控制其不完全显性，易转育。中国农业科学院李君明等[3]对3份多毛番茄LA1033、LA2099、LA1777进行晚疫病人工接种试验，结果表明：LA2099和LA1777对致病力极强的生理小种T1、T2、T3、T4具有很高的抗性。Zamir等[4]将智利番茄（L.chilense）作为TY（tomato yellow）的抗源，利用常规杂交和转育的技术将抗TY主效基因Ty-1转入到栽培番茄中，提高了栽培番茄的抗TY能力。

1.1 番茄黄化曲叶病毒病

大多数品种中不含有TY抗病基因，而多种野生种质资源中都含有TY抗病基因，如秘鲁番茄和多毛番茄都含有TY基因。利用分子标记对野生番茄种质资源进行抗性选择，将抗性基因转入普通番茄，可有效预防番茄病害的发生。目前许多学者已从多个抗病材料中筛选分离得到了TY抗病基因，并开发了相关的分子标记，利用分子育种取得了显著的成果。

Ty-1基因是一个主效基因，现在大多数抗TY品种都含有Ty-1基因，已报道了有4种检测Ty-1的标记[5]，并应用于抗病育种中[6]。Ty-2和Ty-3都是TY抗性基因的一种，只是来源不同。Ty-2基因来源于多毛番茄B6013，位于第11号染色体的长臂终端，其遗传为显性遗传。利用智利番茄LA2779和LA1932杂交后，对F2代的分离群体进行抗性遗传分析，把1个新的抗性位点定位在6号染色体上，并定义为Ty-3[7]。另外，大多数抗TY品种都含有Ty-1基因，部分品种含有Ty-2基因，且抗性存在差异。

野生番茄资源抗性较好，利用其抗性与普通番茄杂交，使普通番茄具有TY抗性并应用于新品种的选育。目前，已经有多家育种公司选育出抗TY品种，主要有：先正达公司的齐达利，美国圣尼斯的安泰、瑞德莱特，荷兰瑞克斯旺的百灵、卡巴斯、赛贝娜，日本泷井种苗的桃秀、桃丽、桃星，荷兰纽内姆的未来之星，以色列海泽拉的FA-189、飞天，法国克鲁斯的西蒙，荷兰安莎公司的美人、赛特科、卡帕瑞等。我国抗TY育种起步较晚，但也选育出了一些品种，如陕西金鹏公司育成的金鹏11号，山西农大培育的保冠2号，石家庄农博士公司选育的农博粉帝、农博粉霸1号，浙杂系列，东北农大的东农系列，大连怡农公司的美国4号、戴梦得，华中农业大学育成的华番11等[8]。

在今后的抗病育种中，仍需以常规育种为主，结合现代分子标记技术，快速准确地进行抗病性鉴定，提高育种水平。通过分子标记可快速筛选抗性基因，结合常规育种技术，将快速、高效的分子育种手段应用于实践。

1.2 番茄青枯病

番茄青枯病是由茄科劳尔氏菌（Ralstonia solanacrarum）引起的一种致死严重的土传性病害。在我国长江流域及以南的广大地区，该病已造成多种作物减产，甚至绝收，特别是对于茄科作物番茄的危害尤为严重。在热带及亚热带地区，该病是限制番茄生产发展的重要因素[9]，设施环境温度高、湿度大、连作次数多、土壤酸化、氮肥施用过多等因素也给防病工作造成了很大的难度[10]。番茄青枯病病原菌寄主覆盖范围广，在高温高湿环境下繁殖速度快、生命力强，是南方地区造成番茄减产的最严重病害之一。防治青枯病最根本的方法是选育抗病新品种，但番茄青枯病抗性遗传背景模糊、抗性机制复杂、没有得到主效基因及其数目、一些不良经济性状基因与之连锁等问题限制了青枯病抗病育种的进程。

从现有的结果来看，第6条染色体上有一个稳定的QTL抗性位点，作用明显，可能是一个主效QTL位点[11]，其他的QTLs具有特异性并在特定条件下才能表达，表达效果也不一样[12]；此外，各QTLs不是同时起作用，而是具有时序性[13]。许多试验证明，番茄青枯病是由多基因表达调控，但基因的显隐性和基因数目都不清楚，也有试验表明：该病由单基因控制，可能是材料来源不同，也可能是接种方法不同导致结果不一致。

目前，番茄抗青枯病育种还是以常规技术为主，分子标记还没有得到广泛应用，而常规育种因为分离群体小、连锁不良性状基因（如小果、有棱肩）等因素，给青枯病的抗病育种造成了一定的困难。

1.3 番茄枯萎病

番茄枯萎病的病原菌为Fusarium oxysporumf.lycopersici Sacc.。现已知的番茄枯萎病的抗病基因有3个，分别是I-1、I-2、I-3。Segal等[14]利用TG26和TG36这2个RFLP标记对I-2基因做了精确定位。于栓仓等[15]根据I-2的基因序列设计特异性引物，建立了I-2的显性基因标记；随后，又建立了I-2和Tm-2a双基因的共显性标记，可以将纯合抗病材料和杂合抗病材料区分出来，这种多基因检测和鉴定方法，给分子育种提供了快速精准的选择手段。

目前大量关于I-1、I-2的分子标记被公布，并且在番茄抗病育种中得到应用，但很少有普通番茄对I-3有抗性，所以急需I-1、I-2、I-3抗性聚合。我国西安蔬菜研究所选育的西粉1号、西粉3号等品种，能抗当地生理小种1的病原菌[16]，东北农业大学选育的东农710、东农713对枯萎病及其他病害有很好的抗性[17-18]。

1.4 番茄烟草花叶病毒病

烟草花叶病毒病（TMV）是一种普遍存在且危害严重的病害，该病毒在番茄病毒病中较为普遍。烟草花叶病毒主要通过机械传播或微创口侵染传播，昆虫的咀嚼式口器也可传播，在整枝绑蔓过程中通过昆虫传播，可迅速侵染番茄植株。烟草花叶病毒病的适宜发生温度为26 ℃左右。

目前已经从野生番茄中鉴定出3个对TMV具有显性抗性的基因，分别为Tm-1、Tm-2、Tm-2a[19-20]。Dax等[21]首先利用RAPD技术，找到了标记LA1791，其与Tm-2a基因紧密连锁。随后Ohmori等[22]又做了大量研究，找到了与Tm-2、Tm-1基因紧密连锁的RAPD标记。将这些RAPD标记转化为SCAR标记，并用于抗性分子检测，可以快速鉴定分离群体的纯杂合性[23]。这些标记的不断开发和利用，给育种工作者带来了很大的便利。

2 分子标记选择技术在番茄抗病育种中的应用与发展

分子标记选择技术的快速发展为番茄抗病育种提供了有力的技术支持。现已知的番茄抗根结线虫病基因有8个，这些抗虫基因给番茄育种提供了丰富多样的种质资源。周国治等[24]将含有Mi-3基因的秘鲁番茄LA2823和含有Mi-1基因的栽培番茄Ⅵ5678161杂交，利用SRAP分子标记技术对杂交后代从基因水平上分析鉴定真假杂种，分析杂种后代与双亲之间的关联性和遗传差异性，并通过核酸指纹鉴定手段和回交转育抗病性等技术为抗病育种打下基础，为番茄育种提供了丰富的种质资源。

目前，国内外的许多育种公司及科研机构都在利用不同的分子标记，同时还在不断开发新的抗病分子标记，结合常规育种技术选育出了多个抗病番茄品种，经济效益显著，并实现大面积推广，如以色列海泽拉的爱莱克拉，法国太子公司的红利，韩国的圣尼斯，荷兰维特国际种业的美丽、金佳丽，美国的先正达以及日本泷井种苗的桃星等。国内的多家单位从国外引进大量抗源材料，通过分子标记选择技术，选育出抗TY和其他抗性的番茄新品种。随着CAPS标记和SNP标记等不断被开发利用，未来的育种方向将由单一的常规育种向分子育种转变，利用转育技术将多个抗性基因聚合到一个材料将是未来育种的重要目标[25]。

AFLP分子标记作为DNA分子标记的一种，广泛应用于植物种质资源研究、植物遗传图谱的构建、基因表达、系统发育及重要基因定位等方面。首先是要分析不同扩增产物的多态性或构建遗传图谱，其结果可靠、稳定、信息量大、效率高。借助AFLP标记技术对育种材料进行抗性选择，既快速又准确，达到缩短育种进程、显著提高育种效率的目的。寿森炎等[26]以番茄高感青枯病品系T9230与高抗BW品系T51A为材料，设计特异引物序列对2个亲本及其F2代的抗病性进行了AFLP标记分析，结果表明：抗青枯病基因RRS-342与特异条带AAG/CAT紧密连锁，随后通过测序分析，将其转化为SCAR标记，可应用于分子标记辅助育种。

分子标记辅助选择已经在现代育种中得到快速发展，一些单基因控制的性状选择效果显著，但一些多基因控制的性状，由于其遗传背景复杂、环境因素杂乱、标记的连锁程度不同等因素，分子标记辅助育种进展较慢。近年来，转基因技术发展迅速，其安全性评价和验证工作也在大量开展，转基因番茄将很好地弥补传统品种的缺陷，加快蔬菜种质创新和改良进程，促使新品种快速发展和推广[27-29]。与传统育种相比，分子标记是在基因组水平上进行选择，不受其他因素的影响，结果快速精准，从而提高了选择的速度和效率，缩短了育种的时间，加快了育种的进程，今后的育种目标将向多抗病性、抗逆性及优质品种方向发展。

3 展望

目前，大多数番茄都抗TY，但兼抗其他病害的品种较少，通过常规育种的方法将多个抗性基因聚合到同一个品种上很难实现，田间抗性鉴定不准确，不仅费时、费工而且具有盲目性，这也是我国育种工作者亟须解决的问题。

对于今后的育种工作，仍然以常规杂交育种为主，同时结合分子标记辅助选择等生物技术手段，提高新品种的抗性水平。随着现代分子生物学的迅速发展，抗病分子标记和功能基因组学将在未来育种中发挥巨大的优势和效应，通过分子标记选择技术，选育具有综合抗性的新品种[30]。

低温与弱光是影响冬春保护地番茄产量和品质的重要因素，现在许多品种在种植过程中不耐低温、畸形果多，造成后期产量和品质下降，严重影响了番茄的经济效益。

选育耐寒品种是解决番茄冷害和冻害的最佳途径之一。由于对苗期对低温的反应、成株期对低温的反应、田间自然低温及不同低温处理的反应缺乏系统的观察研究；因此，需要对低温方面进行深入研究，为耐寒、耐冷育种提供理论依据，以期培育出适于早春露地和设施栽培的耐低温新品种。

基于多抗病性、耐低温、畸形果少、中果型番茄的育种目标，利用分子标记辅助选择和田间农艺性状观察，筛选高抗病、果实大小均一、整齐度好的自交系后配制杂交组合，并对番茄分离群体进行多种抗病性分子检测和筛选，最后通过多代分离和选择，选出具有多种抗病性和经济性状优良的材料，以期为选育多抗优质番茄自交系奠定基础。