桃蚜是农业重大害虫,也是桃产业中主要的虫害之一。桃蚜主要发生在3-5月,主要为害叶片、新稍和幼果,会造成产量和品质的下降,而且会传播植物病毒。目前主要采用化学农药防治,农药成本占全年农药用量的30-50%,严重限制产业绿色发展。培育抗蚜虫品种是根本途径,但产业中尚无优质、高产、抗性协同的品种。西部特色林果提质增效团队通过基因组构建和群体分析,首次发掘了山桃抗蚜虫关键基因,并解析了抗性分子机理,为抗性品种培育奠定了基础,成果近日发表在植物领域著名期刊《Journal of Integrative Plant Biology》(IF 9.3)。
研究以桃亚属中桃蚜抗性最强的种质山桃为研究对象,构建了山桃高质量单倍型基因组图谱,阐明了山桃杂合基因组的基本特征,解析了山桃起源与演化规律;利用F2代遗传分离群体,将抗性基因定位在230kb区间,通过序列差异分析、基因表达分析筛选到候选基因PdaWRKY4,利用转基因和瞬时表达技术证实该基因为关键基因,基于此还开发了一个高准确率抗桃蚜育种分子标记;前期研究已经揭示了抗桃蚜关键代谢物桦木醇,本研究发现PdaWRKY4能与桦木醇合成关键基因PdaCYP716A互作,通过调控桦木醇合成的控制桃蚜抗性。
优质、高产、多样、营养、抗桃蚜核果类果树品种是西部林果提质增效团队的重要育种方向,团队已经在抗性种质资源收集与鉴定、抗性代谢物鉴定、抗性育种方面取得进展,本研究将进一步推动抗桃蚜功能标记应用和抗桃蚜育种的进程。团队已毕业博士生王君秀、李勇副研究员和王新卫研究员为该论文的第一作者,王力荣研究员为通讯作者。研究得到了国家重点研发项目 (2023YFE0105400)、中国农业科学院青年创新专项 (Y2022QC23)、中国农科院科技创新工程、国家自然基金青年育种研究专项(32402492) 等项目的资助。