药用植物DNA标记辅助育种(三)三七新品种(1)
[摘要] 药用植物DNA标记辅助育种加快新品种选育及推广的进程，保障中药材产业健康发展。该研究以首个三七DNA标记辅助选育新品种—“苗乡抗七1号”为研究对象，系统评价其种子、种苗、块根对根腐病致病菌Fusarum oxysporum的抗性。结果表明，与常规栽培种相比，接种7 d，抗病品种种子病情指数下降52.0%；接种25 d，抗病品种种苗死苗率及块根病情指数分别下降72.1%，62.4%；此外，接種后抗病品种种子及种苗生长抑制率下降。“苗乡抗七1号”种子、种苗、块根对根腐病表现显著的抗性，该品种的抗性评价将为新品种的推广提供依据，保障三七无公害栽培的顺利开展。
[关键词] 三七；根腐病；抗病品种；发病率；病情指数
[Abstract] DNA marked-assisted selection of medicinal plants accelerated the breeding and promotion of new cultivars，and guaranteed the healthy development of Chinese medicinal materials industry. The first disease-resistant cultivar of notoginseng，namely "Miaoxiang Kangqi 1"，served as the object of study. We evaluated the Kangqi′s resistance of seeds，seedlings and root against the pathological bacteria (Fusarum oxysporum) of root rot. Compared to the traditional cultivars，the disease index of notoginseng seeds declined by 52.0% after inoculation for seven days；the death rate of seedlings and disease index of root respectively decreased by 72.1% and 62.4% after inoculation for 25 days. Additionally，the growth inhibition ratio of notoginseng seeds and seedlings declined after inoculation. The seeds，seedlings and roots of “Miaoxiang Kangqi 1” showed significantly resistant to root rot. The evaluation of disease-resistance of Kangqi provided the basis for the popularization of new cultivar and guaranteed the favoring conduct of notoginseng pollution-free cultivation.
[Key words] Panax notoginseng；root rot；disease-resistant cultivars；incidence rate；disease index
DNA 标记辅助药用植物新品种的选育，该方法不仅准确性高而且缩短育种周期。研究团队利用DNA标记辅助育种结合系统选育的方法，培育了首个三七抗病新品种—苗乡抗七1号(云林园植新登第2016060号)；该研究基于简化基因组测序技术检测出抗病群体的特异SNP位点，利用与三七抗根腐病相关的SNP位点筛选抗病群体进而辅助系统选育，该方法提高选育效率并缩短了选育周期[1]。此外，研究团队通过全基因组测序筛选出30个非同变异突变SNP标记作为中研肥苏1号(京品鉴药2016054)特异性SNP标记用于紫苏新品种的材料鉴选[2]。DNA标记辅助育种技术应用于重要农艺性状的定位，有效筛选出高产、优质、抗逆的药用植物新品种。
根腐病是三七的主要病害类型，该病害造成损失可达70%以上，甚至导致毁园绝收[3]。研究表明，随着三七种植年限的增加，根腐病致病菌Fusarum oxysporum丰度显著增加，三七死苗率逐年升高[4]。根腐病害的有效防治是保障三七产业可持续发展的前提。当前化学防治是三七根腐病的主要防治方法，种植生产中使用的农药(杀菌剂)成份近70种以上[5]。种植环节频繁使用农药导致药材农药及重金属等有害物质污染严重，而性状优良、抗逆性强三七新品种的大面积推广将减少农药的使用量，降低农残对环境及人体健康的危害，促进并保障三七无公害栽培的推广。本文通过对“苗乡抗七1号”的种子、种苗、块根进行系统的抗性评价，进而保障三七抗病品种大面积推广的顺利开展。
1 材料与方法
1.1 三七种子催芽处理 将“苗乡抗七1号”及三七普通栽培种的种子进行沙培催芽处理用于后续试验。选取饱满的三七种子进行脱皮处理，脱皮后的种子采用10% H2O2消毒10 min，与灭菌处理的细沙混匀(2∶1，含水量80%)，放置22 ℃恒温培养箱，每天补充灭菌水以保证其含水量。
1.2 三七种子的抗性评价 挑选露白后大小一致的三七种子进行发芽试验。将灭菌后的双层滤纸放置在9 cm玻璃培养皿中，10% H2O2消毒5 min后的种子经灭菌水清洗3～5次并放置在滤纸上，加入4 mL灭菌水后放至25 ℃恒温培养箱中进行发芽试验。每皿中放置10粒三七种子，5次重复。7 d后，用灭菌针将三七胚根部位划伤，进行接种试验。接种菌株为根腐病的致病菌尖孢镰刀菌Fusarum oxysporum，该菌株分离于三七根腐病块根中并具有较高的致病性[4]。处理组为：普通栽培种及抗病品种种子分别接种1 mL F. oxysporum菌液 (1×106cfu·mL-1)至培养皿中；对照组为：普通栽培种及抗病品种种子分别接种1 mL灭菌后的菌液。接种后，每24 h记录发病情况并统计发病率及发病指数；7 d之后，统计三七种子的根长，评价普通栽培种及抗病品种种子对根腐病的抗病性。 (陈中坚 马小涵 董林林 张连娟 尉广飞 肖丽娜 王勇 魏福刚 刘伟林 余育启 陈)
[关键词] 三七；根腐病；抗病品种；发病率；病情指数
[Abstract] DNA marked-assisted selection of medicinal plants accelerated the breeding and promotion of new cultivars，and guaranteed the healthy development of Chinese medicinal materials industry. The first disease-resistant cultivar of notoginseng，namely "Miaoxiang Kangqi 1"，served as the object of study. We evaluated the Kangqi′s resistance of seeds，seedlings and root against the pathological bacteria (Fusarum oxysporum) of root rot. Compared to the traditional cultivars，the disease index of notoginseng seeds declined by 52.0% after inoculation for seven days；the death rate of seedlings and disease index of root respectively decreased by 72.1% and 62.4% after inoculation for 25 days. Additionally，the growth inhibition ratio of notoginseng seeds and seedlings declined after inoculation. The seeds，seedlings and roots of “Miaoxiang Kangqi 1” showed significantly resistant to root rot. The evaluation of disease-resistance of Kangqi provided the basis for the popularization of new cultivar and guaranteed the favoring conduct of notoginseng pollution-free cultivation.
[Key words] Panax notoginseng；root rot；disease-resistant cultivars；incidence rate；disease index
DNA 标记辅助药用植物新品种的选育，该方法不仅准确性高而且缩短育种周期。研究团队利用DNA标记辅助育种结合系统选育的方法，培育了首个三七抗病新品种—苗乡抗七1号(云林园植新登第2016060号)；该研究基于简化基因组测序技术检测出抗病群体的特异SNP位点，利用与三七抗根腐病相关的SNP位点筛选抗病群体进而辅助系统选育，该方法提高选育效率并缩短了选育周期[1]。此外，研究团队通过全基因组测序筛选出30个非同变异突变SNP标记作为中研肥苏1号(京品鉴药2016054)特异性SNP标记用于紫苏新品种的材料鉴选[2]。DNA标记辅助育种技术应用于重要农艺性状的定位，有效筛选出高产、优质、抗逆的药用植物新品种。
根腐病是三七的主要病害类型，该病害造成损失可达70%以上，甚至导致毁园绝收[3]。研究表明，随着三七种植年限的增加，根腐病致病菌Fusarum oxysporum丰度显著增加，三七死苗率逐年升高[4]。根腐病害的有效防治是保障三七产业可持续发展的前提。当前化学防治是三七根腐病的主要防治方法，种植生产中使用的农药(杀菌剂)成份近70种以上[5]。种植环节频繁使用农药导致药材农药及重金属等有害物质污染严重，而性状优良、抗逆性强三七新品种的大面积推广将减少农药的使用量，降低农残对环境及人体健康的危害，促进并保障三七无公害栽培的推广。本文通过对“苗乡抗七1号”的种子、种苗、块根进行系统的抗性评价，进而保障三七抗病品种大面积推广的顺利开展。
1 材料与方法
1.1 三七种子催芽处理 将“苗乡抗七1号”及三七普通栽培种的种子进行沙培催芽处理用于后续试验。选取饱满的三七种子进行脱皮处理，脱皮后的种子采用10% H2O2消毒10 min，与灭菌处理的细沙混匀(2∶1，含水量80%)，放置22 ℃恒温培养箱，每天补充灭菌水以保证其含水量。
1.2 三七种子的抗性评价 挑选露白后大小一致的三七种子进行发芽试验。将灭菌后的双层滤纸放置在9 cm玻璃培养皿中，10% H2O2消毒5 min后的种子经灭菌水清洗3～5次并放置在滤纸上，加入4 mL灭菌水后放至25 ℃恒温培养箱中进行发芽试验。每皿中放置10粒三七种子，5次重复。7 d后，用灭菌针将三七胚根部位划伤，进行接种试验。接种菌株为根腐病的致病菌尖孢镰刀菌Fusarum oxysporum，该菌株分离于三七根腐病块根中并具有较高的致病性[4]。处理组为：普通栽培种及抗病品种种子分别接种1 mL F. oxysporum菌液 (1×106cfu·mL-1)至培养皿中；对照组为：普通栽培种及抗病品种种子分别接种1 mL灭菌后的菌液。接种后，每24 h记录发病情况并统计发病率及发病指数；7 d之后，统计三七种子的根长，评价普通栽培种及抗病品种种子对根腐病的抗病性。 (陈中坚 马小涵 董林林 张连娟 尉广飞 肖丽娜 王勇 魏福刚 刘伟林 余育启 陈)