基因发现可能有助于种植者对抗葡萄霜霉病

康奈尔大学的研究人员发现了一种新的葡萄霜霉病抗性基因，为葡萄酒和葡萄行业提供了对抗这种毁灭性疾病的强大新工具。

“在迄今为止世界上发现的抗霜霉病基因中，这是最强的基因之一，”农业与生命科学学院综合植物科学学院兼职教授Lance Cadle-Davidson说，他是日内瓦美国农业部葡萄遗传学研究部门的研究植物病理学家。“这一发现可以帮助育种者开发更具抗性的葡萄品种。

葡萄霜霉病 （GDM） 由真菌 Plasmopara viticola 引起，是美国东部最具破坏性的葡萄病害之一。葡萄簇在葡萄藤开花后非常容易受到感染，而当浆果试图成熟时，季末的感染会使葡萄树落叶。这损害了成熟度、冬季耐寒性和最终作物的回归。

该研究发现在9月14日发表在《植物生理学》上的论文“A Multitiered Haplotype Strategy to Enhance Phased Assembly and Fine Mapping of a Disease Resistant Locus”中进行了概述。

主要作者是康奈尔大学生物信息学研究所的研究助理Cheng Zou，该设施的联合主任Qi Sun，前博士后研究员Surya Sapkota，现在是USDA和Cadle-Davidson的葡萄育种家。

该基因是在一种名为Vitis x doaniana的葡萄种质中发现的，这是一种天然存在的两种野生葡萄藤的杂交种，现在保存在位于康奈尔农业技术学院的USDA-ARS葡萄种质库中。

Cadle-Davidson注意到该种质似乎对田间霜霉病具有抗性，于是求助于生物信息学设施进行进一步研究。

该工厂通过VitisGen2（一个多学科项目）开发的三步工艺，该项目专注于减少开发下一代葡萄所涉及的时间、精力和成本，能够在短短两个月内找到负责该基因。

在大型育种种群中使用低分辨率基因图谱，该团队将可能的候选基因缩小到几百个基因。接下来，重组体的高分辨率定位进一步将候选基因缩小到几十个。最后，通过对葡萄亲本染色体的分阶段组装和对抗性和易感等位基因的比较分析，确定了霜霉病抗性的确切遗传基础。

“这项研究最具开创性的组成部分之一是使用的策略，因为它可以改变各地特种作物育种者的游戏规则，”孙说。“育种者可以使用这个过程快速有效地识别其他杂合作物（如苹果）中的基因。

在开发新的葡萄品种时，新发现的基因可以帮助种植者长期对抗GDM，因为气候变化导致整个东北地区GDM流行病的增加。

“种植者通常使用杀菌剂来控制GDM，但GDM最终会建立对杀菌剂的抗性，”CALS葡萄育种家兼园艺名誉教授Bruce Reisch说。“为种植者开发具有各种强抗性基因的新葡萄品种是最终的解决方案。”

东北部一个典型的葡萄园可能需要喷洒12次以上的杀菌剂来治疗霜霉病、白粉病和其他疾病。

“如果种植者生产的葡萄对这些疾病具有抗性，那么葡萄园中的喷洒次数可能会减少到每年一到两次，”Reisch说。“有了我们现在拥有的工具，就有了无限的可能性来开发既有品质又有抗病性的新葡萄。”

艾琳·罗杰（Erin Rodger）是CALS营销和传播办公室的高级经理。