多抗优质樱桃番茄资源鉴定及筛选

王珊珊 杨超沙 尹伟平 王国华 张立永 尹庆珍*

(1.河北省农林科学院 经济作物研究所，石家庄 050051； 2.承德市农林科学院，河北 承德 067055； 3.河北化工医药职业技术学院，石家庄 050026)

番茄是我国主要的蔬菜作物之一，樱桃番茄口感好，维生素含量丰富，营养价值高，广泛受到人们喜爱。目前口感较好的樱桃番茄品种主要由樱桃番茄育种起步较早的日本和荷兰等国家选育，但都存在种植成本高或无法满足消费者日益增长的需求或对现在的茬口适应性下降等问题。此外，随着各地樱桃番茄种植面积不断增加，病害也逐渐加重。目前世界范围内已有200余种番茄病害，其中造成我国番茄明显减产的病害就有10多种，包括番茄黄化曲叶病毒病、根结线虫病、叶霉病、斑萎病毒病、晚疫病、颈腐根腐病、枯萎病和灰叶斑病等，导致樱桃番茄产量损失严重。为了缓解这一情况，目前已有学者在番茄抗病基因筛选方面开展了研究。陈宝玲等对56份大、中果型番茄进行了烟草花叶病毒病抗性基因

Tm-2

、番茄黄化曲叶病毒病抗性基因

Ty-1

、

Ty-2

和

Ty-3

、叶霉病抗性基因

Cf-9

、晚疫病抗性基因

Ph-3

、枯萎病抗性基因

I-2

和根结线虫病抗性基因

Mi-1

共6种病害8个抗性基因的检测，检测出含有7个抗病基因的材料1份，含有6个抗性基因的5份，含有5个抗性基因的2份；陈莉菁等利用功能标记对234份番茄材料进行5个抗病基因(

Cf-9

、

Mi-1

、

I-2

、

Ph-3

和

Tm-2

)的检测，检测出含4个抗病基因的材料6份，含3个抗病基因的23份，含2个抗病基因的70份，含1个抗病基因的106份；暴会会等对32份番茄材料进行抗性基因(

Ty-2

、

Ty-3

、

I-2

、

Ph-3

、

Tm-1

、

Mi

和

Rin

)分子标记辅助选择，结果表明含有

Ty-3

的材料2份，含

I-2

的23份，含

Mi-1

的8份，含

Rin

的5份。随着人民生活水平的不断提高，人们更加关注于番茄的口感、风味和营养物质，对优质番茄需求量增加，学者们对番茄品质特性的研究也从未停止。赵鹤等对5个中果型番茄和5个小果型番茄进行了果形、果色、心室数和果肉厚等外观品质以及可溶性固形物含量(TSS)、可滴定酸含量和番茄红素等营养品质进行了对比，筛选出了糖酸比和可溶性糖含量较高，果实风味品质较好的中果型番茄‘绝粉702’‘桃星’及樱桃番茄‘千禧’‘维纳斯’。但目前利用分子标记辅助和营养品质筛选优质多抗资源的综合选育研究工作较少。因此，培育抗病(尤其是多抗)、高品质和适合国内设施栽培的樱桃番茄新品种是今后一段时期我们面临的最重要的育种任务。本研究利用分子标记技术对已有的及新引进的樱桃番茄资源进行了黄化曲叶病毒病抗病基因

Ty-1

、

Ty-2

(BBC83286)、斑萎病抗病基因

Sw-5

(LOC101248920)、根结线虫病抗病基因

Mi-1

(AF039681)、颈腐根腐病抗病基因

Frl

、叶霉病抗病基因

Cf-5

(101266520)、

Cf-9

(U15936)、灰叶斑病抗病基因

Sm

(XP_015159005)、枯萎病抗病基因

I-2

(AF118127)、

I-3

(PRJNA413174)和晚疫病抗病基因

Ph-3

(KJ563933)共11个抗性基因(8种病害)的检测，同时对筛选出的多抗资源进行TSS含量、总酸含量、固酸比、

L

(Luminosity，代表明亮度)、

a

(Redness，代表从红色至绿色的范围)、

b

(Yellowness，代表从黄色至蓝色的范围)、番茄红素和硬度等营养品质、风味品质和贮藏品质进行综合分析，以期获得多抗且优质的樱桃番茄资源，为樱桃番茄新品种选育奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用樱桃番茄植株叶片及果实采于河北省农科院经作所大河园区三连栋日光温室内。本研究选择的59个番茄品种，品种名称及编号见表1。每个品种选取10～12株采集幼嫩叶片，共696份番茄材料。

表1 樱桃番茄种质资源
Table 1 Number and source of cherry tomato germplasm resources

编号Number品种名称Species name编号Number品种名称Species name编号Number品种名称Species name165S18-01 F2185WT-21 F2205寿光红樱桃 F2166粉雅 F2186WT-23 F2206粉妃 F2167粉90 F2187红钻2号 F2207皇妃 F2168贝丝 F2188黄钻 F22082024 F2169广樱1号 F2189樱莎黄 F22092029 F2170广樱2号 F2190哈研花生柿子 F22102028 F2171广樱3号 F2191JS502 F22112027 F2172广樱4号 F2192酒宾1号F22122026 F2173广樱5号 F2193Y18-04 黄 F2213樱桃50号 F2-1174广樱6号 F2194Y18-04 红 F2214樱桃50号 F2-4175广樱7号 F2195冀东310 F2215樱桃51号 F2-18176广樱8号 F2196黄蜜 F2216丰宾 F2-8177华美1718-4 F2197金阳蜜珠 F2217丰宾 F2-10178华美1718-26 F2198惠红 F22191665 F2-8179华美1718-70 F2199金钰2号 F22201665 F2-9180Sweet honey F2200金钰 F2224樱桃29号F2-2-7181华美yingzi F2201石引1号 F2225樱桃29号F2-2-10182华美 Sweet heart F2202花生番茄 F2226涿樱1号 F2-1-1183华美 Sweet heat F2203夏日阳光 F2227樱桃55号 F2-M2184WT-11 F2204冰淇淋番茄 F2

1.2 仪器和设备

ATAGO PAL-BX ACID F5糖度计(ATAGO公司，日本)，游标卡尺(天津市量具刃具有限公司，天津)，JA21002电子天平(上海精密科学仪器有限公司，上海)。

1.3 测定方法

1

.

3

.

1

纵径、横径、果肉厚和单果重的测定

参照李锡香等的方法进行测定。

1

.

3

.

2

可溶性固形物含量、总酸含量和固酸比的测定

使用ATAGO PAL-BX ACID F5糖度计测定，测前以蒸馏水调零。测定可溶性固形物含量时，在第二穗果实成熟期，随机选取第二穗果上有代表性、成熟度适宜且无污染的樱桃番茄果实，切碎，混匀，用纱布挤出匀浆汁液测定。取100 μL溶液滴加在感应器上，打开仪器，测量可溶性固形物的含量，重复3次后取平均值，并计算标准差。总酸含量测量时，取1 g上述匀浆汁液加蒸馏水至50 g，搅拌均匀，取100 μL溶液滴加在感应器上，在测糖的基础上点击仪器Start按键继续测量，即可得到总酸含量。固酸比为可溶性固形物含量和总酸含量的比值。

1

.

3

.

3

色度的检测参照裴娇艳等的方法，用CS-580分光测色仪测定。随机选择充分成熟的果实，沿果面赤道一周均匀取3个点，测量

L

、

a

和

b

值。

L

值反映了果实的亮度，

a

值和

b

值反映果实的颜色。

a

值大，则红色越深；

b

值大，则黄色越深。

1

.

3

.

4

抗性基因的检测利用PARMS SNP检测技术对

Ty-1

和

Ty-2

等11个抗性基因进行检测。所用引物由武汉市景肽生物科技有限公司提供(尚未公开)。其依据的基本原理是：

Taq

DNA聚合酶缺少3′→5′外切酶活性，因此对于3′末端错配的引物，以低于正常末端配对引物的速度延伸。当错配碱基的数目达到一定程度或者条件达到一定的严谨程度时，3′末端碱基则因磷酸二酯键形成困难而不能延伸，反应终止，也就得不到特异长度的扩增条带，从而表明模板DNA没有与引物3′末端相应的突变。针对不同的已知突变，设计3′末端碱基不同的等位基因正向引物分别对应检测位点的不同碱基。根据PARMS master mix(武汉市景肽生物科技有限公司)说明书配制PCR反应体系后进行PCR的扩增，PARMS采用FAM和HEX作为报告荧光，ROX作为参比荧光，可在具有这3种荧光检测通道的酶标仪以及定量PCR仪中进行快速检测。本次检测采用Tecan F200，扫描FAM、HEX和ROX信号，利用SNP Decoder对数据进行分析并统计结果。反应体系：模板DNA 1 μL；2×PARMS master mix 5 μL；标记引物(10 mmol/L)各0.15 μL；通用反向引物(10 mmol/L)0.4 μL，以ddHO补足至10 μL。PCR反应参数：94 ℃预变性15 min；94 ℃变性30 s，65 ℃(每循环下降0.8 ℃) 1 min，10个循环；95 ℃ 20 s，57 ℃ 1 min，10个循环。

1

.

3

.

5

番茄红素含量计算

番茄红素质量分数(mg/g)测定时，选取测定可溶性固形物时的匀浆汁液，根据GB 10474—1989直接测定。

1.4 数据分析

营养品质相关数据均为3次重复后取平均值，并利用SPSS的Duncan进行标准差分析及显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1 樱桃番茄材料抗性基因检测结果

试验结果表明，含黄化曲叶病毒病抗性基因

Ty-1

的材料共246份，占总植株的35.3%,其中含纯合抗性基因的共99份，杂合的147份;不含有

Ty-1

抗性基因的有447份，因扩增信号无法明确判读具体分群而无法判断的材料3份。含黄化曲叶病毒病抗性基因

Ty-2

的材料共124份，占总植株的17.8%，其中含有纯合抗性基因的材料共34份，杂合基因材料90份；不含有

Ty-2

抗性基因的有567份，无法判断的材料5份。从检测结果来看，番茄材料中含

Ty-2

的材料少于含

Ty-1

的材料。材料中含根结线虫病抗性基因

Mi-1

的共403份，占总植株的57.9%，含有纯合抗性基因材料共227份，杂合基因材料176份；不含有

Mi-1

抗性基因的有285份，无法判断的材料8份。材料中含叶霉病抗性基因

Cf-5

的共514份，占总植株的73.8%，其中含纯合抗性基因的材料共277份，杂合基因的材料237份；不含有

Cf-5

抗性基因的有181份，无法判断的材料1份。含叶霉病抗性基因

Cf-9

的材料共138份，占总植株的19.8%，其中含纯合抗性基因的材料共102份，杂合基因的材料36份;不含有

Cf-9

抗性基因的有555份，无法判断的材料3份。与其他抗病基因相比，叶霉病抗病基因在检测的材料中所占比例最高。材料中含颈腐根腐病标记基因

Frl949

的共225份，占总植株的32.3%，其中含纯合抗性基因的材料共119份，杂合基因的106份；不含有

Frl949

抗性基因的有466份，无法判断的材料5份。含颈腐根腐病标记基因

Frl954

的材料共226份，占总植株的32.5%，其中含纯合抗性基因的材料共118份，杂合基因的材料108份；不含有

Frl954

抗性基因的有468份，无法判断的材料2份。含颈腐根腐病标记基因

Frl960

的材料共218份，占总植株的31.3%，其中含纯合抗性基因的材料共97份，杂合基因的121份；不含有

Frl960

抗性基因共478份。材料中含枯萎病抗性基因

I-2

共41份，占总植株的5.9%，其中含纯合抗性基因的材料共30份，杂合基因的材料11份；不含有

I-2

抗性基因的有606份，无法判断的材料49份。含枯萎病抗性基因

I-3

的材料共33份，占总植株的3.2%，其中含纯合抗性基因的材料共10份，杂合基因的材料13份；不含有

I-3

抗性基因的有654份，无法判断的材料9份。从检测结果上来说，含

I-2

和

I-3

的资源所占比例相差不大。含晚疫病抗性基因

Ph-3

的材料共477份，占总植株的68.5%，其中含纯合抗性基因的材料共310份，杂合基因的材料167份；不含有

Ph-3

抗性基因的有211份，无法判断的材料8份。检测结果表明，与其他抗病基因相比，晚疫病抗病基因在检测的材料中所占比例相对较高。含灰叶斑病抗性基因

Sm

的材料共337份，占总植株的48.4%，其中含纯合抗性基因的材料共301份，杂合基因的材料36份；不含有

Sm

抗性基因的354份，无法判断的材料5份。含斑萎病抗性基因

Sw-5

的材料共15份，均含纯合抗性基因，占总植株2.2%，不含有

Sw-5

抗性基因的有681份。从整体来看，材料中含抗病基因占比较大的抗病基因分比为叶霉病抗病基因

Cf-5

(73.8%)、晚疫病抗性基因

Ph-3

(68.5%)、根结线虫病抗病基因

Mi-1

(57.9%)和黄化曲叶病毒病抗病基因，占比不超过10%的分别为枯萎病抗病基因

I-2

(5.9%)、

I-3

(3.2%)和斑萎病抗病基因

Sw-5

(2.2%)。这可能与番茄抗叶霉病和晚疫病育种工作开展的较早有关。

2.2 樱桃番茄材料抗性基因数量统计

通过对696份番茄材料的11个抗性基因检测结果的统计分析，筛选出具有代表性的多抗资源材料25个，分别为166-10、172-1、177-9、219-11、192-2、170-2、171-3、217-12、180-4、202-3、179-7、204-9、226-2、176-6、214-4、213-8、191-6、215-11、165-6、189-11、216-5、182-1、205-10、208-2和168-5(表2)。其中含有7个抗性基因的共4份，分别为166-10、172-1、177-9和219-11；含有6个抗性基因的共8份，分别为192-2、170-2、171-3、217-12、180-4、202-3、179-7和204-9；含有5个抗性基因的共5份，分别为226-2、176-6、214-4、213-8和191-6；含有4个抗性基因的共7份，分别为215-11、165-6、189-11、216-5、182-1、205-10和208-2；含有3个抗性基因的共1份，为168-5。

表2 樱桃番茄种质资源抗性基因统计
Table 2 Statistics of resistance genes in cherry tomato germplasm resources

编号NumberTy-1Ty-2Cf-5Cf-9FrlI-2I-3Mi-1PH-3SW-5SM166-10抗抗-抗H--抗抗-抗172-1抗H--H抗-抗抗-抗177-9H-H-H--HH抗H219-11H抗H-抗--H抗-抗192-2-抗抗抗抗---抗-抗170-2-抗抗抗抗---H-抗171-3-H抗抗抗抗----抗217-12--H抗抗--H抗-抗180-4抗-H----抗抗抗抗202-3抗-H抗抗--抗--抗179-7抗-H抗-抗-抗H--204-9H-H-H--抗H-抗226-2-抗抗-抗---抗-抗176-6抗---H--抗抗-抗214-4抗-H----抗抗-抗213-8抗-H----抗抗-抗191-6H-抗--抗--抗-抗215-11抗---抗--抗抗--165-6--抗-抗---抗-抗189-11--抗抗抗---H--216-5--抗-抗---抗-抗182-1抗----抗抗抗--205-10--抗抗抗---抗--208-2抗--抗H--抗---168-5抗------抗--抗

注：抗表示含纯合抗性基因，H表示杂合抗性基因，-表示不含抗性基因。
Note: 抗 means homozygous resistance gene. H means heterozygous resistance gene. - means no resistance gene.

2.3 多抗樱桃番茄材料品质及外观鉴定

根据PARMS SNP检测筛选结果，对25个多抗樱桃番茄资源材料进行品质和外观调查及统计，包括果实颜色、果实纵经、果实横径及比值、汤汁含量、胎座颜色、果皮厚度、心室数量、单果重、口感、可溶性固形物含量、总酸含量和

L

、

a

和

b

值，并计算番茄红素的含量(表3和4)。

TSS质量分数>6.70%的资源有14个，215-11和168-5质量分数最高，均达到了7.50%，其中168-5口感较甜；总酸质量分数>0.83%的资源有17个，215-11、219-11和172-1号分别达1.21%、1.19% 和1.19%，口感较酸。TSS质量分数>6.70%，总酸质量分数>0.86%，固酸比在7.50～8.61的资源有176-6、168-5、179-7、165-6、180-4和205-10，固酸比分别为8.61、8.43、8.07、7.79、7.60和7.50。综合抗病性、TSS含量、总酸含量、固酸比和外观品质，筛选出多抗优质的资源6份，其中含有6个抗性基因的优质资源为180-4和179-7，含有5个抗性基因的优质资源为176-6，含有4个抗性基因的优质资源为165-6和205-10，含有3个抗性基因的优质资源为168-5。

L

值反应果实的亮度，其中172-1号最高，为50.20，215-11和189-11均在40.00以上，而192-2和205-10的

L

值略低，在33.00左右。根据测得的

a

和

b

值，计算获得番茄红素质量分数>0.60 mg/g的资源有6个，分别为192-2、177-9、219-11、202-3、214-4和216-5，192-2号番茄红素质量分数最高，为0.69 mg/g，果实为深红或深粉色，即颜色越深，番茄红素的含量越高；189-11、215-11和172-1号果实颜色为浅黄及深黄，番茄红素质量分数较低，仅为0、0.01和0.02 mg/g，即果实颜色越浅，番茄红素含量越低。综合抗病性、番茄红素含量及外观品质，筛选出多抗且番茄红素含量高的资源6份，其中含有7个抗性基因的优质资源为177-9和219-11，含有6个抗性基因的优质资源为192-2和202-3，含有5个抗性基因的优质资源为214-4，含有4个抗性基因的优质资源为216-5。

3 结论与讨论

陈宝玲等利用分子标记技术最终筛选出同时含有7个抗性基因的材料1份，含有6个抗性基因的材料5份，含有5个抗性基因的材料2份，8份多抗材料中，仅1份材料为樱桃番茄(含5个抗性基因)，其余为大果型或中果型材料。陈莉菁等利用功能标记对234份番茄材料进行5个抗病基因的检测，得到最多含4个抗性基因的材料6份，其中，3份材料为大果番茄，3份材料为樱桃番茄。本研究通过分子标记技术对696份番茄材料进行11个抗性基因检测，筛选出25个代表性多抗(三抗及以上)樱桃番茄资源，占比42.4%，7个抗性基因以上的有4份，占比6.8%，含有6个抗性基因的共8份，占比13.6%。本研究筛选出多抗材料较多的原因可能是因为上述研究取样不分大小果，检测的抗病基因数量少，而本研究检测了11个抗性基因，较7个抗性基因筛选目标性较多，且番茄材料份数较多。

邓红山等通过对41份番茄材料生物学性状及抗病性分析，筛选出3种及以上抗性的材料7份，果实硬度好的材料2份，占比4.9%。本研究综合抗病性、TSS含量、总酸含量、固酸比及外观品质，筛选出多抗优质番茄资源6份，占比10.2%，可能是因为樱桃番茄本身优质多抗资源占比较大。

本研究发现，25个代表性多抗樱桃番茄种质资源TSS含量、总酸含量和固酸比差异较大，TSS含量最高的为215-11及168-5号，168-5号口感较甜，215-11号口感较酸，但其风味足，217-12号含糖量较低，但其固酸比较大，口感甜。因此在评价果实口感品质时需结合含糖量及糖酸比进行综合评价，本研究认为TSS质量分数>6.70%，总酸质量分数>0.86%，固酸比在7.50～8.61的樱桃番茄资源风味佳且品质好，可做为优质番茄的评价依据，这与李丽梅等结论基本一致。另外口感与风味物质相关性较大，口感也因人而异，优质樱桃番茄资源的评价标准和方法有待于进一步研究。

综合抗病性与品质来看，166-10含多个抗病基因，但TSS和番茄红素含量较低，风味欠佳；168-5含抗病基因较少，TSS和番茄红素含量较高，且糖酸比较高，风味较好。因此，在筛选优质多抗樱桃番茄种质资源时需注意考虑抗病性与品质，同时综合产量等其它农艺性状，才能同时满足种植户和消费者的需求。