《Frontiers in Agronomy》：Evaluation of ornamental hybrids of Capsicum annuum and their reactions to the fungus Colletotrichum scovillei
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这篇研究性论文（非综述）系统地评价了从圣埃斯皮里图联邦大学（UFES）种质库中选育出的七个观赏辣椒（Capsicum annuum）杂交种。研究通过形态农艺性状（如株高ALT、冠幅DCO、果长CF等）定量评价和炭疽病（Colletotrichum scovillei）抗性（AUDPC、CLFV、CLFM）分析，揭示了紧凑株型与较低病害严重度的正相关。最终鉴定出兼具高观赏价值和良好抗病性的杂交种（15×89, 23×40, 89×15）及亲本（UFES 15, UFES 23），为巴西本土观赏辣椒抗病育种提供了关键种质资源和理论依据。
引言
辣椒属（Capsicum）植物因其果实、花朵和叶片在形状与颜色上的多样性、紧凑的株型以及易于采收的特性，日益受到观赏植物市场的青睐。然而，炭疽病等由炭疽菌属（Colletotrichum）真菌复合体引起的病害严重影响了辣椒的生产和视觉品质，而观赏植物市场对可持续、低化学农药的病害防控需求日益增长。因此，选育兼具观赏潜力和抗病性（尤其是对炭疽病）的辣椒品种至关重要。大多数在巴西销售的观赏辣椒品种并非本土选育，导致对本国辣椒遗传资源的了解和利用不足。本研究旨在填补这一空白，通过育种项目评估辣椒杂交种的观赏潜力及对炭疽病菌（Colletotrichum scovillei）的抗性，以期最终推出巴西本土选育的抗病观赏辣椒品种。
材料与方法
植物材料：研究使用了来自圣埃斯皮里图联邦大学（UFES）辣椒种质库的14个辣椒（C. annuum）基因型，包括7个亲本品系（UFES 15, UFES 23, UFES 29, UFES 40, UFES 56, UFES 87, UFES 89）和7个杂交种（15×89, 23×40, 23×56, 29×40, 87×40, 89×15, 89×40）。此外，还使用了两个观赏对照品种（‘Piramide Ornamental’ 和 ‘Espaguetinho Ornamental’）、一个炭疽病阳性对照品种（‘Ikeda’）和一个炭疽病阴性对照基因型（UENF1381）。
杂交种选育：通过在温和温度下进行人工去雄、花粉采集和人工授粉，获得了所需的杂交种。
环境条件与实验设计：试验在UFES阿莱格雷校区的温室中进行，采用完全随机区组设计，10次重复，共96株植物。温室温度范围在25°C至30°C之间，相对湿度约为80%。
形态与农艺学评价：采用了国家植物品种保护局（SNPC）和国际植物遗传资源研究所（现Bioversity International）提出的描述符，共评估了25个性状，包括13个数量性状和12个质量性状。数量性状包括株高（ALT）、冠幅直径（DCO）、茎粗（DCA）、茎长（CH）、叶长（CFO）、叶宽（LF）、平均单果重（MMF）、单株总果数（NF）、果径（DIF）、果长（CF）、果皮厚度（ESP）、单果种子数（NS）和千粒重（MMS）。
炭疽病（Colletotrichum scovillei）抗性评价：从当地市场分离获得的C. scovillei菌株在PDA培养基上培养，制备浓度为1.0 × 106分生孢子/mL的孢子悬浮液。从每株植物上随机选取6个成熟果和6个未成熟果进行创伤接种，并在接种后10天内每24小时评估一次病害症状。抗性级别根据Montri等人（2009）的标准划分为0（高抗）至9（高感）。根据病情指数计算了病害进展曲线下面积（AUDPC），分别代表未成熟果（CLFV）和成熟果（CLFM）的炭疽病严重度。
统计分析：质量性状采用描述性统计（众数）分析。数量性状数据经Shapiro-Wilk检验后，进行方差分析（ANOVA，F检验）评估季节、基因型及其互作效应。此外，还估算了皮尔逊线性相关系数，进行了基于基因型平均值的标准化主成分分析（PCA），并基于欧氏距离矩阵采用UPGMA方法构建了基因型聚类树状图。
结果与讨论
质量性状：在夏季和冬季的评估中，质量性状结果一致，表明这些由少数基因控制的性状受环境影响小。在12个质量描述符中，有4个（花和果实位置、成熟期果实颜色、心室数）在所有基因型中无差异（单态）。花和果实均为直立位，所有成熟果实均为红色，具两心室。大多数基因型每叶腋仅有一朵花，但UFES 89和杂交种89×40有三朵或以上。花冠颜色在白色、具紫边白色、具白基紫色和紫色之间变化，其中UFES 15和杂交种23×56的花冠上具有白色斑点。果实成熟前颜色在绿色、橙色和紫色之间变化，果实形状以三角形为主。果实颜色的阶段性变化是观赏市场看重的特性。成熟果实颜色强度为浅或中等。
数量性状：方差分析显示，基因型效应对所有评估的数量性状（包括CLFV和CLFM）均有显著影响。季节效应对MMF、NF、DIF、CF、MMS、CLFV和CLFM这7个性状有显著影响。基因型与季节的互作效应对MMF、NF、CF、MMS和CLFM有显著影响。主成分分析（PCA）显示，在第一个评估期，PC1和PC2共同解释了数量性状总变异的62.1%；在第二个评估期，解释了54.5%。基于欧氏距离的UPGMA聚类分析在两个评估期均将基因型分为三个群组，且群组构成在不同季节间表现出稳定性，表明基因型间的数量性状关系受环境影响较小。性状关联分析表明，叶长（CFO）与叶宽（LF）、株高（ALT）、茎粗（DCA）、茎长（CH）、冠幅直径（DCO）与单株总果数（NF）、果皮厚度（ESP）、果长（CF）、千粒重（MMS）、果径（DIF）、单果种子数（NS）与平均单果重（MMF）分别呈现紧密的正相关。紧凑株型（较矮的ALT）是观赏辣椒的主要吸引力之一，本研究中株高较矮的基因型（平均17.61 cm）与果实性状（CF、DIF、MMF）更为相关。此外，研究还发现亲本UFES 15可能将多籽性状遗传给了杂交种89×15和15×89。
病害抗性：在所有评估的基因型中，未发现对C. scovillei具有高抗或抗性的材料。在未成熟果实中，亲本UFES 23、杂交种23×40和23×56以及对照‘Piramide Ornamental’表现为中抗；在成熟果实中，亲本UFES 15、UFES 23、杂交种89×15和‘Piramide Ornamental’表现为中抗。值得注意的是，亲本UFES 15和UFES 23以及杂交种15×89、23×40和89×15在两个评估期中均与病害严重度（CLFV， CLFM）呈负相关，表明这些材料可能从UFES 15和UFES 23亲本获得了部分抗性。相关性分析揭示了一个关键模式：株高（ALT）与茎长（CH）、未成熟果病害严重度（CLFV）和成熟果病害严重度（CLFM）在第一个评估期呈正相关，在第二个评估期ALT与CH和CLFM仍保持正相关。这表明植株越高，炭疽病越严重。同时，紧凑株型（较矮的植株）不仅符合观赏市场需求，还与较低的炭疽病严重度相关。这可能是由于紧凑植株的架构、微气候或资源分配差异限制了病原菌的侵染或传播。
结论
所有杂交种均表现出适合观赏用途的性状。其中，亲本UFES 15和UFES 23以及杂交组合15×89、23×40和89×15具有更多符合观赏辣椒市场需求的特性，尤其是株型紧凑。这些相同的杂交组合对C. scovillei的感病性也低于其他杂交种。因此，杂交种15×89、23×40和89×15是未来品种登记的有力候选，而亲本UFES 15和UFES 23可在后续专注于观赏领域的研究中进一步开发利用。紧凑的生长习性不仅适于盆栽观赏，而且与较低的炭疽病严重度持续相关，这强化了这些基因型在育种中的战略价值。本研究结果为辣椒种质资源的表征提供了重要证据，并有助于加强当前文献中在同时涵盖观赏性状、形态农艺描述符和病害抗性的综合评价方面仍显不足的知识体系。
