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为解决立陶宛土豆受Synchytrium endobioticum和Phytophthora infestans侵害问题，立陶宛农业与林业研究中心等单位研究人员评估其品种抗性与遗传多样性。结果发现部分品种抗病性良好。推荐阅读，助您了解土豆育种抗病研究新进展！
土豆，作为全球第四大重要的粮食作物，在人们的饮食中占据着举足轻重的地位。它适应性强，能在多种环境下生长，为无数人提供了稳定的食物来源。然而，土豆的生长并非一帆风顺，它常常受到各种病害的威胁，其中土豆疣病和晚疫病堪称两大 “致命杀手”。
土豆疣病是由内生集壶菌（Synchytrium endobioticum (Schilb) Perc）引起的，这种病菌极具破坏力，它不仅会侵害土豆，还对番茄、龙葵等相关植物构成严重威胁。1888 年，土豆疣病在奥匈帝国首次现身，随后便在世界各地蔓延开来。截至目前，全球已有 38 个国家受到它的侵扰。而且，该病菌的休眠孢子囊在土壤中能存活长达 46 年之久，这使得防控工作变得异常艰难。欧洲和地中海植物保护组织（EPPO）已经识别出 40 种不同的土豆疣病致病型，这些致病型在不同地区呈现出各异的特性，进一步加大了防治的难度。
晚疫病同样来势汹汹，它由致病疫霉（Phytophthora infestans (Mont.) de Bary）引发。在土豆的种植历史上，晚疫病曾多次引发大规模的减产灾难，给农业生产带来了巨大的损失。近年来，随着环境的变化，致病疫霉的毒力范围不断扩大，对新环境的适应能力也越来越强，新的菌株不断涌现，使得土豆的健康状况愈发堪忧。
在立陶宛，土豆的种植也面临着这些病害的严峻挑战。自 1958 年起，立陶宛农业与林业研究中心的研究人员便致力于培育适应本土环境的土豆品种，目前已有 6 个品种被列入欧盟农作物品种目录。然而，为了培育出产量更高、品质更优且具备更强抗病能力的新品种，科学家们仍在不断探索。
为了应对这些难题，来自立陶宛农业与林业研究中心以及乌克兰科学研究植物检疫站植物保护研究所的研究人员，在《Scientific Reports》期刊上发表了题为 “Assessment of potato varieties of Lithuanian breeding resistance potato wart causative agents and late blight” 的论文。他们通过一系列深入的研究，试图找到立陶宛土豆品种应对病害的有效策略，并揭示这些品种之间的遗传关系。
在这项研究中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先是抗性筛选实验，他们选择了 6 个立陶宛培育的土豆品种（‘VB Venta’、‘Goda’、‘VB Liepa’、‘VB Meda’、‘VB Rasa’和‘VB Aista’），以‘Polish pink’为土豆疣病抗性的阳性对照，‘Glazurna’为阴性对照；以‘Nezabudka’为晚疫病敏感性的阳性对照，‘Glazurna’为阴性对照。在实验室和田间分别对这些品种进行了抗病性测试。其次是微卫星分析，利用 DNeasy Plant Mini Kit 提取土豆幼叶的总 DNA，然后选取特定的微卫星（SSR）标记引物，通过 PCR 扩增和 GeneScan 分析软件，来检测和分析 SSR 等位基因。最后，运用统计分析软件 DARwin 6.0.021 对数据进行处理，计算多态性信息含量（PIC）、遗传相似性和聚类分析，从而揭示品种间的遗传关系。
下面让我们来看看具体的研究结果。
- 立陶宛土豆品种的遗传多样性：研究人员运用 SSR 标记对 6 个立陶宛土豆品种进行分析后发现，这些品种在遗传上存在着明显的差异。通过主成分分析，它们被划分为四个亚组；而最近邻聚类分析则显示，大多数品种形成了一个独特的系统发育亚组。从测试位点的信息来看，除了 ST142 位点的 PIC 为 0.67 外，其他位点的 PIC 都在 0.72 - 0.85 之间，这表明这些位点具有较高的信息含量。平均每个位点能检测到 7.5 个等位基因，其中 STM1106 位点的等位基因数量最多，达到 10 个；STM0030 位点的多态性等位基因最多，有 8 个。品种间的遗传距离在 0.55 - 0.92 之间，呈现出中等程度的异质性，例如‘VB Liepa’和‘VB Rasa’之间的遗传距离最大，达到 0.92。不过，研究人员原本预期遗传多样性与病原体抗性之间存在关联，但这一假设并未得到证实，因为抗性是由多种基因及其相互作用决定的。
- 评估和选择抗土豆疣病的立陶宛土豆品种：在对土豆疣病的抗性研究中，无论是实验室环境下用夏季游动孢子感染，还是田间使用冬季游动孢子感染，这 6 个立陶宛土豆品种都表现出了一定的抗性。在实验室里，它们的抗性评分在 1.6 - 3.2 之间。像‘VB Aista’和‘VB Meda’的抗性评分是 1.6，‘Goda’为 3.2，‘VB Liepa’和‘VB Venta’是 1.8，‘VB Rasa’为 2.0。在田间试验中，这些品种均未受到土豆疣病病原体的侵害，而阳性对照‘Polish pink’的感染率却高达 90.3%。此外，抗性品种在田间的茎和叶面积有所增加，可作为食物和种子的块茎数量也相对较多。
- 评估和选择抗晚疫病的立陶宛土豆品种：在晚疫病抗性测试中，‘Goda’、‘VB Liepa’和‘VB Meda’这三个品种表现出色，无论是实验室检测还是田间观察，它们的抗性评分都在 7.2 - 8.0 之间，田间的植株健康，几乎没有受损症状，每个品种能产出 12 - 14 个健康块茎。‘VB Aista’、‘VB Rasa’和‘VB Venta’则表现出相对抗性，抗性评分在 7.2 - 7.4 之间，叶片和块茎的感染面积在 15% - 25%，能产出 9 个左右的健康块茎。与之形成鲜明对比的是，阳性对照‘Nezabudka’的块茎和 80% 的叶片都出现了感染症状，而阴性对照‘Glazurna’的感染率仅为 5%。
综合以上研究结果，研究人员得出了以下重要结论：这 6 个立陶宛土豆品种在遗传上存在足够的差异，具备不同的农业生物学特性，但为了进一步丰富品种特性，还需要挖掘更多的遗传变异。在抗病性方面，‘VB Aista’、‘VB Liepa’、‘VB Meda’、‘VB Rasа’和‘VB Venta’对土豆疣病病原体表现出高抗性，‘Goda’的抗性则为中等水平；在晚疫病抗性上，‘VB Aista’、‘VB Rasa’和‘VB Venta’表现突出。这些品种可以作为亲本材料，用于培育更优质、抗病的土豆品种，这对于改善农田的植物卫生状况、降低土壤中病原体的感染负荷具有重要意义，为农业生产的可持续发展提供了有力的支持。
这项研究为土豆育种提供了关键的理论依据和实践指导。它帮助育种者更深入地了解立陶宛土豆品种的遗传特性和抗病能力，从而能够更有针对性地选择亲本，培育出具有更强适应性和抗病性的新品种。这不仅能减少病害对土豆产量和质量的影响，保障农民的经济收益，还能为全球的土豆种植产业贡献一份力量，让人们能够持续享受到美味又营养的土豆。
