野生菠菜为培育抗病栽培品种提供途径

华盛顿州立大学弗农山西北华盛顿研究与推广中心的研究人员在一篇新发表的论文中证实，某些野生菠菜品系对镰刀菌萎蔫病具有抗性。这种真菌病害是商业菠菜种子种植者长期面临的难题。研究人员同时确定了与这种抗性相关的植物基因组区域。

该发现对华盛顿州西部和俄勒冈州的种子种植者意义重大——全球大部分菠菜种子产自该地区，由于酸性土壤环境，病原体在此长期肆虐。

"我们在筛查中发现优异的抗病性时感到极其振奋，随后通过DNA测序进一步定位了抗性基因位点，"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中心致力于种子作物病害防治研究已达25年。

尽管本月发表在《科学报告》的论文已鉴定出多个抗镰刀菌萎蔫病的野生菠菜品种，但抗性的遗传本质仍需深入研究。不过种子公司无需等待即可应用该成果——他们可立即开始与具抗性的野生菠菜品种进行杂交育种。

"利用抗性基因未必需要完全理解其作用机制，"杜托伊特指出，"这是育种项目当前就可使用的现成工具。"

全球菠菜消费量持续激增。美国人均消费量在过去20年间翻倍增长，富含维生素的嫩叶菠菜市场尤为强劲。

美国本土菠菜主要种植于加州、德州及佛罗里达州等干热区域。但菠菜种子生产需特殊季节组合——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。

但该产区作物抗镰刀菌萎蔫病能力薄弱。该病原体通过根系侵入，阻断水分吸收能力。种植者曾尝试通过超长轮作（间隔十年以上）及碳酸钙土壤改良剂降酸等措施防控。

即便如此，整季作物遭毁灭性损失的高风险始终存在。

本次研究中，杜托伊特与其博士后研究员桑贾亚·吉瓦利筛查了68种源自菠菜原产地（乌兹别克斯坦和塔吉克斯坦）的野生菠菜变种，并与16个栽培品种对比。阿肯色大学研究人员共同参与了此项目。

数个野生变种展现出强病原体抗性。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位点的区域，可供育种者通过标记辅助选择技术（利用DNA标记筛选优良性状）将抗性导入商业品系。

研究资金部分来源于美国农业部国家食品与农业研究所的特色作物研究计划，并获华盛顿州立大学CAHNRS Hatch项目及阿尔弗雷德·克里斯蒂森蔬菜种子科学基金支持。