野生大豆源红冠腐病抗性QTL的鉴定与田间验证及其育种应用

本研究针对大豆红冠腐病(RCR)造成的严重产量损失，从野生大豆种质中发掘抗性基因资源。来自日本的研究人员通过构建重组自交系(RIL)群体，结合SSR标记和QTL-seq技术，鉴定出4个抗RCR的QTL位点（qRci1、qRci2、qRci3、qRci4），并将其回交导入栽培品种‘Enrei’。田间试验证实，特别是qRci2和qRci4的聚合能显著增强抗性。该研究为大豆抗病育种提供了宝贵的遗传标记和材料。

大豆红冠腐病(Red Crown Rot, RCR)是一种由真菌Calonectria ilicicola引起的土传病害，可导致大豆年产量损失高达30%。为应对这一挑战，研究人员将目光投向了具有丰富遗传多样性的野生大豆种质资源。本研究利用三个野生大豆材料‘Gs-7’、‘Gs-9’和‘Gs-27’，分别与两个易感栽培品种‘Enrei’和‘Williams 82’杂交，构建了四个重组自交系(Recombinant Inbred Lines, RIL)群体（En7, En9, En27, W9）。

研究人员为每个群体构建了包含145至256个简单序列重复(Simple Sequence Repeat, SSR)标记的遗传连锁图谱，并在温室条件下系统评估了各RIL群体对RCR的抗性。通过数量性状位点(Quantitative Trait Locus, QTL)分析，共鉴定出四个与抗性相关的QTL，它们分布于不同染色体区域：位于8号染色体的qRci1（在En9和W9群体中检测到）、位于13号染色体的qRci2（在En9, En7和W9群体中检测到）、位于18号染色体的qRci3（在W9群体中检测到）以及位于3号染色体的qRci4（在En7和En27群体中检测到）。

为了精确定位这些抗病基因，研究团队采用了残余杂合系(Residual Heterozygous Lines, RHL)和QTL-seq等先进技术。结果显示，qRci1被限定在标记BARCSOYSSR_08_0371和BARCSOYSSR_08_0507之间一段2.52 Mb的基因组区域内，该区域包含76个候选基因。而qRci2则被定位到标记BARCSOYSSR_13_1504下游一段0.90 Mb的区域，内含33个候选基因。

研究的最终目标是将其发现应用于育种实践。他们将三个关键QTL——qRci1、qRci2和qRci4——通过回交育种技术导入到优良日本品种‘Enrei’中。温室和田间试验均证实，这些导入QTL的品系病害严重度显著降低。尤为重要的是，研究未观察到上位性效应，并且将qRci2和qRci4进行基因聚合(pyramiding)的BC₁F₄代品系，表现出比单个QTL品系更强的抗病能力。这些源自野生大豆的抗性QTL，为未来培育高抗红冠腐病的大豆新品种奠定了坚实的遗传基础。