野生菠菜为培育抗病性融入栽培品种开辟道路

华盛顿州立大学弗农山校区西北华盛顿研究与推广中心的研究人员在一篇新论文中证实，某些野生菠菜品系对镰刀菌枯萎病具有抗性——这种真菌病害长期困扰商业菠菜种种植者——同时他们还定位了与这种抗病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，该地区是全球菠菜种子的重要产区，但因酸性土壤导致病原体问题长期存在。

"我们非常欣喜地在筛查中发现了一些优异的抗性品系，随后通过DNA测序技术追溯了抗病基因的可能位点，"从事种子作物病害防治研究25年的植物病理学家林赛·杜托伊特表示，她在华盛顿州立大学弗农山校区西北研究与推广中心工作。

尽管本月发表于《科学报告》的论文确定了数种与镰刀菌枯萎病抗性相关的野生菠菜品种，但仍需深入研究其抗性的遗传本质。不过种子公司无需等待即可应用该成果——他们可以立即开始将具有抗性的野生菠菜品种用于杂交育种。

"实际应用并不一定需要完全理解抗性机制，"杜托伊特强调，"这是育种项目立即可用的工具。"

全球菠菜消费量持续大幅增长。在美国，这种富含维生素的蔬菜人均消费量过去20年翻了一番以上，其中嫩叶菠菜市场增长尤为强劲。

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。但菠菜种子培育需要特殊季节组合——漫长干燥且不过热的夏季。因此全球约五分之一的菠菜种子产自太平洋西北地区。

然而该产区作物对镰刀菌枯萎病抗性薄弱，该病害通过根系入侵阻断菠菜水分吸收。种植者尝试采用超长轮作周期（间隔十年以上）及碳酸钙土壤改良等方法来降低土壤酸度。

尽管如此，整季作物面临昂贵"绝收"的风险始终存在。

本次研究中，杜托伊特与其实验室前博士后研究员桑贾亚·吉瓦里，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查，并与16个栽培品种对比。阿肯色大学研究人员也参与了此项研究。

他们在多个野生品种中发现强效病原体抗性，进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，可供育种专家通过标记辅助选择技术（利用DNA标记筛选优良性状）将镰刀菌枯萎病抗性导入商业品系。

该研究由美国农业部国家食品与农业研究所特种作物研究计划部分资助，并获华盛顿州立大学农业、人类与自然资源科学学院Hatch项目及阿尔弗雷德·克里斯蒂安森蔬菜种子科学基金支持。