对亚热带4号小孢镰刀菌（Fusarium oxysporum f. sp. cubense）具有抗性的Grande Naine体细胞克隆的分子和组织化学特征分析

《Euphytica》：Molecular and histochemical characterization of Grande Naine somaclones resistant to Fusarium oxysporum f. sp. cubense subtropical race 4

香蕉枯萎病（Foc TR4/STR4）威胁全球香蕉生产，本研究通过体细胞无性系变异培育抗性品种。利用IRAP分子标记证实14个体细胞系遗传稳定，其中E10、E13、E15对Foc STR4完全抗性，E13根部Callose和酚类沉积显著，防御基因LOX、PIP2-3等表达量最高。该成果为抗病香蕉品种开发提供新策略。

　　

摘要

香蕉种植对许多依赖自给农业的家庭的粮食安全和生计至关重要。然而，香蕉生产受到了由病原体Fusarium oxysporum f. sp. cubense（简称Foc）引起的镰刀菌枯萎病的严重影响，尤其是热带4号菌株（Foc TR4）和亚热带4号菌株（Foc STR4）。目前，管理这种疾病的唯一可靠有效方法是使用抗病品种，因为尚无完全的控制方法。然而，通过传统育种方法培育抗病品种仍然具有挑战性，尤其是在应对TR4菌株时。鉴于这一情况，诸如体细胞无性系变异诱导等替代方法在为农民提供抗病品种方面显示出潜力。本研究旨在从分子和组织化学角度对具有Foc STR4抗性的Grand Naine品种的体细胞无性系进行表征。为了评估其遗传稳定性，使用IRAP标记（Inter-Retrotransposon Amplified Polymorphism）对14个体细胞无性系进行了分析，结果显示其稳定性高于对照植物（未经诱变的Grand Naine）。同时，通过qPCR和组织化学分析研究了它们的防御反应。接种Foc STR4后，体细胞无性系E10、E13、E14、E15和E16表现出完全的抗性。E10、E13和E15基因型因其防御基因（如LOX、PIP2-3、PI206和PTI6）的更高激活水平而尤为突出。组织化学分析表明，E13体细胞无性系的根部形成了更多的胼胝质和酚类化合物，且未发现真菌结构。总体而言，所有体细胞无性系的抗性均优于对照植物，其未来的商业验证对于培育更高产且抗镰刀菌枯萎病的香蕉品种至关重要，将显著促进全球香蕉生产的可持续性。