《Plant Breeding》：Mapping of a New Locus for Powdery Mildew Resistance in the Caucasus Apple Malus orientalis
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白粉病是影响苹果树木及其果实最严重的真菌病害之一，给果农造成了巨大的经济损失。控制该病害通常需要多次施用杀菌剂。一种更具可持续性的方法是种植抗病品种。在本研究中，研究人员调查了野生苹果种质 Malus orientalis MOR17/1 对白粉病的遗传抗性基
白粉病是影响苹果树木及其果实最严重的真菌病害之一，给果农造成了巨大的经济损失。控制该病害通常需要多次施用杀菌剂。一种更具可持续性的方法是种植抗病品种。在本研究中，研究人员调查了野生苹果种质 Malus orientalis MOR17/1 对白粉病的遗传抗性基础。为了进行遗传作图，建立了‘金冠’(Golden Delicious) 与 MOR17/1 的杂交群体。研究人员在温室和田间条件下对共计 172 个子代进行了表型鉴定。温室数据与田间数据之间的相关性较低。基因分型采用了 17 个简单重复序列 (SSR) 标记和 Axiom JKI50KMd 单核苷酸多态性 (SNP) 芯片。研究人员计算了 MOR17/1 的高密度连锁图谱。温室数据被用作单一基因座，使用 JoinMap5.0 进行作图；结合田间数据，使用 MapQTL5.0 作为数量性状基因座 (QTL) 进行作图。温室数据的作图在两个表型鉴定时间点以及平均值和最大值上均揭示了第 2 号连锁群 (LG02) 上的一个基因座。最高的 LOD 值 45.7 出现在第二次表型鉴定中。3 年观察期的田间数据 QTL 作图证实了 LG02 上的抗性基因座，其在 2023 年的第二次表型鉴定、2025 年的两次表型鉴定以及平均值和最大值上具有较低的 LOD 值。仅在 2025 年的第一次表型鉴定中，在 LG02 底部检测到一个额外的 QTL。在 2024 年的第一次表型鉴定中，在 LG11 上检测到一个 QTL。研究人员将 MOR17/1 的 LG02 上一个赋予白粉病抗性的新基因座进行了作图。这些发现扩展了育种者可用的已知白粉病抗性基因库，并为抗性基因金字塔 (resistance pyramids) 提供了新的可能性。
研究背景
苹果是德国农业部门至关重要的经济作物，但白粉病（由 Podosphaera leucotricha 引起）严重威胁着苹果树在各个营养生长阶段的健康。这种病害传播迅速，会感染花朵、果实、叶片和幼梢，导致网状症状、叶片卷曲及树势衰弱，进而严重影响产量和果实品质。由于病原菌在一个季节内可产生多代，且极易适应栽培品种的基因抗性，导致现有抗性基因的有效性降低甚至失效。例如，已知的 Pl-1、Pl-2、Pl-d、Pl-m、Pl-w 和 Pl-bj 等多个抗性基因均已被特定生理小种克服。此外，部分抗性基因位于相同的基因组区域或可能为同一位点的不同等位基因，这使得通过传统杂交实现抗性基因聚合（Pyramiding）极具挑战。因此，从野生苹果种质中挖掘新的抗性来源，对于开发更持久的抗性聚合品种至关重要。本研究正是基于此背景，旨在解析来自高加索地区的野生苹果 Malus orientalis 种质 MOR17/1 的白粉病抗性遗传基础。
技术方法
研究人员构建了‘金冠’（易感病）与 MOR17/1（抗病）的杂交分离群体。对共计 172 个子代及亲本进行了系统的表型鉴定，包括在温室条件下进行人工接种和在田间无杀菌剂试验区进行连续 3 年（2023-2025）的自然发病调查，依据拉图尔和波普勒（Lateur and Populer）标准进行 1-9 级评分。在基因型分析方面，研究结合了 17 个简单重复序列（SSR）标记与 Axiom JKI50KMd 单核苷酸多态性（SNP）芯片（覆盖 48,138 个 SNP 标记）进行高通量基因分型。随后，利用 JoinMap 5.0 软件构建 MOR17/1 的高密度遗传连锁图谱，并使用 MapQTL 5.0 软件进行 Kruskal-Wallis 分析和数量性状基因座（QTL）区间作图，以确定抗性基因的具体位置。
研究结果
F1群体的表型鉴定
表型鉴定结果显示，温室人工接种环境下子代的抗性分离比符合 1:1，证实了 MOR17/1 携带单一位点显性抗性基因。值得注意的是，温室数据与田间数据之间的相关性较弱（0.06 至 0.32）。相比之下，温室内的两次评估数据之间以及田间每年的第二次评估数据与总体均值之间表现出较高的相关性。这表明环境因素和病原菌的田间种群动态对表型表达有显著影响，同时也凸显了在不同环境条件下进行多时间点评估的重要性。
标记分析与连锁作图
经过严格的基因型数据过滤（剔除双亲纯合、缺失率高及偏分离的标记），研究人员利用剩余的 7809 个 SNP 和 16 个 SSR 标记成功构建了 MOR17/1 的遗传连锁图谱。该图谱包含 17 个连锁群，总长 1633.2 cM。将白粉病抗性作为质量性状（命名为 PlMor）进行定位，初步将其锁定在第 2 号连锁群（LG02）上，介于 SNP 标记 LG02_6802087 和 LG02_6932311 之间。
QTL作图
QTL 分析揭示了 LG02 上存在的主效 QTL。在温室条件下，该 QTL 表现出极高的显著性，其中 SNP 标记 LG02_7312993 的解释率高达 70.8%，LOD 值最高达到 45.7。在田间条件下，虽然 LOD 值有所降低，但在 2023 年第二次评估和 2025 年的两次评估中，该位点依然稳定地超过了全基因组显著性阈值。此外，研究还检测到了环境特异性的 QTL：在 2025 年第一次田间评估中，于 LG02 底部检测到一个额外的 QTL；在 2024 年第一次田间评估中，于 LG11 上检测到一个 QTL。这些结果表明，MOR17/1 中的核心抗性基因座位于 LG02，而 LG11 及其他位点的 QTL 可能在特定年份或环境条件下提供辅助抗性。
候选抗性基因的识别
研究人员在 LG02 上确定了包含 PlMor 标记的 1-LOD 置信区间，物理长度约为 3.52 Mb。在此区间内，分别在 HFTH1 和 M. orientalis 基因组注释中识别出 25 个和 8 个假定抗病基因。然而，这两个物种间的假定抗病蛋白序列未显示出相似性，这暗示了 M. orientalis 中可能蕴含独特的抗病基因机制，后续需进一步验证这些候选基因的功能。
讨论与结论
研究讨论指出，温室与田间表型的相关性差异主要归因于田间病原菌生理小种的复杂性及环境条件的多变性。构建的 MOR17/1 遗传图谱总长度为 1633.1 cM，长于普通栽培苹果品种的图谱，这反映了野生种质的遗传多样性。定位在 LG02 的新抗性基因座（PlMor）在物理位置上不同于前人报道的其他白粉病抗性基因（如位于 LG02 不同区域的 QTL）以及苹果疮痂病抗性基因，证实了其作为新位点的独特性。
结论
综上所述，本研究首次描述了源自 Malus orientalis 的白粉病抗性，并在 LG02 和 LG11 上检测到了新的 QTL。随着许多苹果育种家倡导通过组合抗性基因来实现更广泛、更持久的抗病性，源自 MOR17/1 的 QTL 为培育具有聚合白粉病抗性的苹果栽培品种提供了宝贵的基因资源。
