[发明专利]一种基于刺探电位图谱技术的埃塞俄比亚芥抗蚜性鉴定方法

说明书

本发明公开了一种基于刺探电位图谱技术的埃塞俄比亚芥(以下简称为埃芥)抗蚜性鉴定方法。本发明使用刺探电位图谱技术(the electrical penetration graph,EPG)观察蚜虫在埃芥叶片上的刺探取食过程。若到达韧皮部时间、第一次刺探时间和G波时间分别为26.51±6.00min、40.95±14.59min和42.01±5.83min，则表明该埃芥为感蚜材料；若到达韧皮部时间、第一次刺探时间和G波时间分别为55.98±14.80min、273.46±92.39min和22.20±4.17min，则表明该埃芥为抗蚜材料。随后的验证结果显示，该鉴定方法实际可用，操作性强，准确性好。同时，本发明对芸薹属作物针对刺吸式昆虫的抗性鉴定及其抗性机制的理论研究均具有重要意义。

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其涉及一种基于刺探电位图谱技术的埃塞俄比亚芥抗蚜性鉴定方法。

背景技术

芸薹属(Brassica)是十字花科(Cruciferae)芸薹族中经济价值最大的一个属，包含油料、蔬菜、饲料以及调味品作物等，目前在世界上大约有40余种，中国有15种，在生产和生活中被广泛利用。据统计，芸薹属蔬菜是我国乃至世界上栽培面积和产量最大的一类蔬菜。常年约占我国蔬菜播种面积的40％，在保障城乡居民蔬菜的正常供应中居于重要地位。除埃芥、黑芥和甘蓝类以外，其他主要芸薹属作物均起源于我国，由于栽培历史悠久，品种类型十分丰富，存在大量的变种、生态型和野生种。然而，自20世纪以来，随着人口的急剧增长、城市化进程的加快、人们环保意识的淡薄使得环境迅速恶化，以及现代农业的发展与新品种的应用，尤其是杂交品种的大量推广，导致芸薹属蔬菜遗传资源多样性不断遭到破坏与丧失。据报道，我国1952年品种调查时大白菜的地方品种有8000多个，到了2005年仅剩下1000多个，经过半个世纪就丧失了约87％的种质资源。种质资源的锐减导致在育种过程中骨干亲本减少，培育获得的新品种其遗传背景偏窄，品种间的同质性越来越高，生产中农作物受病虫害危害的风险也越来越大，严重制约着我国芸薹属作物种业及其相关产业的可持续发展。

长期的育种实践表明，育种工作之所以能取得突破性进展，多取决于发现和利用了具有关键性基因的种质资源。而目前已有的研究结果表明，在我国芸薹属作物育种过程中所缺乏的抗逆(抗干旱、耐高温)和抗病虫等重要基因恰恰在埃芥(B.carinata L.2n＝34)和黑芥(B.nigra L.2n＝16)中存在，这些优良性状的挖掘利用和基因鉴定对芸薹属作物的遗传改良具有重要的价值。埃芥目前在非洲东北部有着大面积的种植规模，在当地的农业生产中占据着重要地位。埃芥有着很多芸薹属其它种所没有的优良农艺性状，如有较强的渗透调节能力和较强的抗逆性；对黑胫病有较强的抗性；耐叶斑病；抗多种害虫如蚜虫、跳甲等；具有更高的产量和低落籽量。为了利用控制上述重要农艺性状的基因，建立完善合理、高效、精准的筛选优良品种的鉴定评价系统就显得十分必要。室内抗蚜鉴定是根据埃芥蚜虫发生危害的特点，从植株寄居蚜虫的增殖量和植株外部表现进行综合评价。而EPG可以通过蚜虫在取食过程中所产生的不同波形来判断其对各个组织的喜好程度，从而判定植物在组织水平上是否存在对蚜虫的抗性或诱食因子。利用两类鉴定方法可以有效地从大量的埃芥或者其他芸薹属蔬菜种质资源中快速、准确地筛选出供研究者使用的抗蚜材料。

提高抗虫性是当前芸薹属乃至整个十字花科蔬菜重要的育种目标之一。以日本学者盛永和禹长春等人提出的禹氏三角为理论基础，利用由“U三角”三个二倍体基本种芸薹(AA)、黑芥(BB)、甘蓝(CC)组成的异源六倍体复合种(AABBCC)为桥梁材料，通过回交与选择技术，可将埃芥植株中所拥有的抗虫基因较为容易地转移到白菜类、甘蓝类、甘蓝型油菜(AACC)和芥菜型油菜(AABB)等重要的蔬菜与油料作物中去，不但可以实现对上述经济作物的定向遗传改良，还可以为进一步图位克隆抗虫基因并分析其生物学功能奠定研究基础。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的在育种实践中可用的抗蚜种质资源材料的不足，提供一套适合于芸薹属蔬菜的抗蚜鉴定技术体系以及评价标准，用于从芸薹属种质资源(如埃芥)抗虫亲本的筛选以及后续抗虫基因的定位及分离等研究工作。