本研究基于135份甘薯核心种质,结合两年田间表型鉴定、全基因组关联分析(Genome-wide association study, GWAS)和转录组数据,解析了甘薯对茎腐病的抗性遗传基础。研究共鉴定到9个与抗性显著相关的QTL位点,分布于Chr1、Chr5、Chr6、Chr9、Chr11和Chr15等染色体上。其中,qBSRR.6.1为主要关联位点,表现出明显的等位基因剂量效应,说明甘薯抗茎腐病具有典型的多倍体剂量敏感特征。
通过对显著QTL区间的精细分析,初步获得156个候选基因,进一步结合D. dadantii侵染后的时序转录组数据(0、18、30 h),将范围精准锁定至62个高可信度基因。经qRT-PCR验证及综合表达模式分析,确证了IbPUB4、IbKCS5和Iblig1为抗病正调控因子,而IbPUB25则表现出与感病相关的表达特征。
研究揭示了甘薯茎腐病抗性属于复杂的数量性状,其分子机制涉及泛素化修饰、角质层/蜡质合成及DNA修复等关键生物学过程。该发现不仅解析了甘薯抗病的遗传基础,更为抗病分子育种及种质创新提供了重要基因资源与理论支撑。
该论文第一作者为联合培养硕士生林祥胜,通讯作者为广东省农业科学院作物研究所张湘博副研究员和黄立飞研究员。本研究得到了广东省科技计划(2026B0202180003)、国家甘薯产业技术体系(CARS-10)、国家重点研发计划(2024YFD1401203-5)和广东省现代农业产业技术体系创新团队建设专项资金(2024CXTD07)项目支持。
解读供稿:作物所 林祥胜