野生菠菜为培育栽培品种抗病性提供新途径

华盛顿州立大学弗农山西北华盛顿研究与推广中心（NWREC）的研究人员在一篇新论文中证实，某些品系的野生菠菜对镰刀菌萎蔫病具有抗性——这是一种真菌病害，长期困扰商业菠菜种子种植者。他们还确定了与该抗性相关的植物基因组区域。

这一发现对华盛顿州西部和俄勒冈州的种子种植者具有重要意义。该地区因酸性土壤长期受病原体困扰，却生产着全球相当大比例的菠菜种子。

"在筛选过程中发现优异的抗性表现令我们极为振奋，随后我们通过DNA测序深入探究了抗性的潜在遗传位点，"植物病理学家林赛·杜托伊特表示。她在华盛顿州立大学弗农山NWREC机构致力于种子作物病害防控研究已达25年。

尽管本月发表于《科学报告》的论文确认了数种与镰刀菌萎蔫病抗性相关的野生菠菜品种，但仍需深入研究以阐明其抗性的遗传本质。不过种子公司无需等待——他们可立即开始将具有抗性的野生菠菜品种用于杂交育种。

"实际应用抗性性状无需完全理解其作用机制，"杜托伊特强调，"这为育种项目提供了即刻可用的工具。"

全球菠菜消费量持续激增。美国人均消费量在过去二十年翻倍增长，富含维生素的嫩叶菠菜市场需求尤为强劲。

美国本土菠菜主要种植于加利福尼亚、得克萨斯和佛罗里达等炎热干燥地区。但菠菜种子生产需要独特的气候组合——漫长干燥且温度适中的夏季。因此全球约五分之一的菠菜种子产自太平洋西北地区。

然而当地作物对镰刀菌萎蔫病抗性薄弱。该病原体通过根系入侵，阻碍植株水分吸收。种植者尝试采用超长轮作周期（间隔十年以上）、施用碳酸钙改良土壤酸度等措施进行防控。

尽管如此，整季作物遭受毁灭性损失的高风险始终存在。

本研究由杜托伊特及其实验室博士后研究员桑贾亚·贾瓦利主导，对菠菜起源地（乌兹别克斯坦和塔吉克斯坦）的68个野生菠菜品种进行筛选，并与16个栽培品种进行对比。阿肯色大学研究人员共同参与了该项目。

多个野生品种展现出强效病原体抗性。研究者继而定位了最强抗性相关的染色体区域。这些被称为数量性状基因座的位点，可供育种人员通过标记辅助选择技术（利用DNA标记筛选目标性状）将抗性导入商业品系。

本研究部分经费由美国农业部国家食品与农业研究所特色作物研究计划资助，同时获得华盛顿州立大学CAHNRS Hatch项目及阿尔弗雷德·克里斯蒂安森蔬菜种子科学捐赠基金支持。