強化亞蔬-世界蔬菜中心與臺灣研究機構之合作研發--以提升茄科作物的多重逆境抗受性為例
- 農業科技計畫 @ 農業部
計畫名稱強化亞蔬-世界蔬菜中心與臺灣研究機構之合作研發--以提升茄科作物的多重逆境抗受性為例的計畫主持人是林彥蓉, 執行機關是亞蔬－世界蔬菜中心, 研究領域是農-其他, 研究性質是應用研究, 計畫編號是111農科-1.2.4-科-a1, 研究目的是發展農林漁牧（不含食品加工與包裝）, 中央款是12000000, 配合款是469500, 計畫總經費是12469500, 執行成果摘要是(一) 具耐熱或多重病害耐受性之茄科作物熱逆境常造成番茄的著果率、產量以及果實重量和品質的低落，因而成為限制熱帶和亞熱帶番茄生產的主要因素，研發新的耐熱品系勢在必行。於2022春季觀察試驗，評估28個不同來源之番茄品系的園藝和果實性狀，選出21個具潛力的品系，並加入5 個亞蔬種原庫之種原和5個MAG....
| 計畫年度 | 111 |
| 計畫類別 | 科技 |
| 計畫名稱 | 強化亞蔬-世界蔬菜中心與臺灣研究機構之合作研發--以提升茄科作物的多重逆境抗受性為例 |
| 計畫編號 | 111農科-1.2.4-科-a1 |
| 計畫屬性 | 科學技術類 |
| 研究性質 | 應用研究 |
| 研究方法 | 學術補助 |
| 研究領域 | 農-其他 |
| 研究目的 | 發展農林漁牧（不含食品加工與包裝） |
| 主管機關 | 農委會 |
| 執行機關 | 亞蔬－世界蔬菜中心 |
| 計畫主持人 | 林彥蓉 |
| 中央款 | 12000000 |
| 配合款 | 469500 |
| 計畫總經費 | 12469500 |
| 執行成果摘要 | (一) 具耐熱或多重病害耐受性之茄科作物熱逆境常造成番茄的著果率、產量以及果實重量和品質的低落，因而成為限制熱帶和亞熱帶番茄生產的主要因素，研發新的耐熱品系勢在必行。於2022春季觀察試驗，評估28個不同來源之番茄品系的園藝和果實性狀，選出21個具潛力的品系，並加入5 個亞蔬種原庫之種原和5個MAGIC F7品系，共31個參試品系及4個做為對照組的熱敏感品系進入2022熱逆境試驗。根據著果率、良果產量、果實重量和園藝性狀選出8個品系，已於2022年秋季與4個亞蔬優良育成品系進行雜交，以發展新的雜交種。此外，為了解番茄品系的遺傳多樣性，針對43個番茄品系進行SNP基因型定序(GBS)，主成分分析(PCA)結果顯示這些品系可分為3群。將分析品系的耐熱表現型資料與遺傳多樣性結果，有助於選擇不同特性的親本進行雜交，以改善番茄品系的耐熱性、園藝性狀和果實性狀。為鑑定對Xanthomonas perforans具抗性的番茄種原，利用葉片浸漬法檢測11個番茄物種共94個種原，僅獲得1個源自秘魯的種原VI030799 (Solanum pennellii)表現中度抗病性。目前對細菌性斑點病具抗性的種原仍然有限，因此將繼續純化中度抗病種原後代的抗性並評估中抗晚疫病/早疫病的亞蔬番茄雜交品系對細菌性斑點病的抗性，以獲得具多重抗病性的番茄品系。早疫病為許多國家番茄生產最重要的病害之一，而Alternaria solani被認為是唯一的病原菌，然而，目前的研究證明，其他Alternaria屬的真菌也可能與這種病害相關。本研究鑑定36個Alternaria屬菌株的形態和致病性，多數菌株由具早疫病病徵的番茄分離獲得，並與4個來自不同作物的菌株進行比較。經由鑑定，其中21個菌株為A. tomatophila，另15個菌株則為A. alternata複合種。所有A. tomatophila菌株在28°C均可感染番茄離葉，且具較高致病力；然而，只有10個A. alternata 複合種菌株對番茄離葉造成病害，且致病力較低。利用代表菌株與控溫控濕的生長室，開發番茄早疫病抗病檢定流程，可使番茄品系接種A. tomatophila As-14菌株後，呈現抗、感病性的差異，將有助於研究番茄早疫病的抗病性篩選。有關番茄褪綠病毒(ToCV)的抗性研究，在網室以粉蝨傳毒方式，評估20個帶不同Ty基因組合(Ty-1、Ty-2、Ty-3/Ty-3a及ty-5)之育種品系的抗性，試驗結果顯示所有品系的全株病葉比例為等級3至4，病徵表現為中等至嚴重，且所有品系皆檢出病毒感染，是以，所有品系皆不具免疫性。但是，除CLN3150A-5及CLN3853C外，疊加2個或以上之Ty基因的品系其病葉比例等級指標的表現比未帶任何Ty基因或僅帶1個Ty基因之品系的表現為佳。綜合植株病徵嚴重度、全株病葉比例以及病毒檢測三個指標的評估結果發現，疊加Ty-3a和Ty-2基因的品系CLN4197AC，以及疊加Ty-3/Ty-3a、Ty-2和ty-5基因的品系CLN4197AA、CLN4197AB、CLN4197AD、CLN4197R、CLN4197A及CLN4197S，雖無法對ToCV免疫或完全抑制病毒的全株擴散，卻對ToCV具較佳耐受性。為尋找管控番茄青枯病和萎凋病的替代生物防治劑，利用幼苗篩選方法評估30個候選拮抗菌的防治效率，選出具潛力的候選拮抗菌並在溫室確認其效果。其中2個候選拮抗菌wan 1429 (Talaromyces spp.)和120-86 (Bacillus spp.)可顯著降低2種番茄品系感染青枯病的萎凋率。在番茄中抗品系(L180)同時接種病原菌和候選拮抗菌，或接種病原菌前先處理候選拮抗菌，其防治效率達100%，顯示此2種拮抗菌對青枯病具最佳防治效果。然而，沒有候選拮抗菌具備防治萎凋病的效果。另外，本研究建立之幼苗篩選方法，可在溫室快速選出具高防治效率的候選拮抗菌。為開發防治番茄潛旋蛾的新型生物防治劑，本研究首先建立番茄潛旋蛾之大量飼養方法，並用以測試各種生物防治劑的防治功效。苦楝油(聯安苦楝精、展農屠蟲刀)與蘇力菌(見達利ABTS-1857、速力寶E-911、奇蹟EG-7841)對蕃茄潛旋蛾的半數致死濃度(LC50)分別為9,146、3,457、3,073、7,965及825 ppm，其中蘇力菌”奇蹟EG-7841”對蕃茄潛旋蛾的防治效果較其他蘇力菌產品為佳。化學農藥克凡派及阿巴汀對蕃茄潛旋蛾的半數致死濃度約為11及150 ppm，遠低於防治推薦濃度。黑殭菌、白殭菌(僵僵好)、矽藻土與茶皂素對蕃茄潛旋蛾的防治效果則不明顯。有次序性的輪用生物農藥與化學農藥與黃色黏紙及懸掛費洛蒙誘蟲盒等資材，進行番茄潛旋蛾之蟲害綜合管理；春季的田間試驗顯示，由於番茄潛旋蛾田間族群密度低，導致番茄產量在蟲害綜合管理與對照試驗區或農民慣行法等三處理間無顯著差異。甜椒耐熱研究已將甜椒耐熱親本AVPP1708和敏感親本AVPP1714的雜交推進至F6，將於2023年評估197個F6品系之耐熱性；於F5世代選出的3個具潛力的家系CCA15866-75、CA15866-89、CCA15866-212，則將進行產量試驗。甜椒與辣椒的雜交後代F1對青枯病具中抗至感病表現，推測其抗病性可能由多個基因調控。源自CM334、AVPP2060、PI201232的後代對Phytophthora. capsici具抗病性，顯示P. capsici可應用於甜椒的抗病育種。了解番椒田區青枯病菌的特性，有助於病害防治策略的擬定，本研究分析臺灣最近六年蒐集之番椒青枯病菌的特性，結果顯示第一演化型、第三生化型、第34號序列變種為優勢病原菌族群，且新菌株毒力較舊菌株高，依據上述特性選出代表菌株Pss2074，做為未來番椒青枯病抗病篩選的供試菌株。另外，本研究針對目前優勢病原菌族群，建立兩片子葉幼苗的快速青枯病篩選流程，可節省時間、空間和人力且不受季節氣候限制，利於高通量種原的抗病篩選，提升抗病品種(系)的鑑定速度。本年度完成88個甜椒疫病菌的特性鑑定，分析菌株之配對型、病原型及對滅達樂的感受性，結果顯示目前田間族群已與過去不同，幾乎七成菌株都是A2配對型，且對滅達樂產生抗藥性。利用鑑別寄主可區分3種病原型，但受試菌株以pathotype 2(43%)及pathotype 3(44%)為主，此兩種病原型幾乎遍布各主要產區，未來將利用A2配對型的pathotype 3的新菌系確認抗病種原的抗病性，以應用在抗病育種及根砧的研發。本年度共完成24個疑似感染馬鈴薯捲葉病毒屬(polerovirus)分離株之蒐集和病毒檢測，其中13個樣本為複合感染；另11個樣本僅測到polerovirus，或polerovirus及polerovirus-associated RNA，因而判定其為polerovirus純系分離株。這11個純系分離株之polerovirus分子已部分解序，其基因序列之相似度高(96.4-98.9%)且皆屬於Pepper vein yellows virus (PeVYV)；其中9個樣本測得polerovirus-associated RNA，其分子經部分解序後發現基因序列相似度高(95.9-98.5%)且和南非已發表之PeVYV-associated RNA具高相似度(≧95%)。所獲得之純系分離株已保存於防蟲溫室並將應用於PeVYV抗病篩選系統之建立。在繁殖與性狀調查之研究，共完成502個茄科、豆科、葫蘆科品系種原，已將所調查之形態資料上傳至Genesys-pgr資料庫，供使用者查詢及申請種原使用。番椒種原外表型遺傳多樣性經由組成分分析(PCA)及多重對應分析(MCA)分析，顯示非栽培種的番椒有較高的機會具備栽培種番椒不具有的外表型，中南美國家的種原具較高的表型遺傳多樣性，可能源於中南美為番椒的種原中心。本年度共備份615份種原至國家作物種原中心，截至本年度共備份32,499份種原，佔亞蔬-世界蔬菜中心總部種原庫有效館藏量之50.2%。 (二) 合作與交流總計3位農委會研究員於本中心完成三個月短期研究，包括來自臺南農改場的李杏芳助理研究員及種苗改良繁殖場的陳易徵助理研究員與林如玲助理研究員。於12月2日及12月4日舉辦之2022農畜聯合開放日暨第26屆種苗節，本中心各研究單位展示新近研究成果。於106年設立之『世界蔬菜中心–台灣種苗業界交流平台』，長年促進本中心與國內種苗業界之溝通與交流，於2022年分別舉辦種原繁殖訓練、種原繁殖經驗分享與蔬菜育種研究交流與田間觀摩會，共223人次實體或線上參與，並促成6家種苗業者、9家私人農場及4家政府農研機構參與種原繁殖合作，協助本中心繁殖957號種原。此外，本平台也發佈21筆活動公告，包含種原繁殖合作相關活動、蔬菜育種田間交流觀摩會、亞蔬新聞報與亞蔬圖書館公告、線上種子目錄更新通知、以及免費線上訓練班資訊等。 |
計畫年度111 |
計畫類別科技 |
計畫名稱強化亞蔬-世界蔬菜中心與臺灣研究機構之合作研發--以提升茄科作物的多重逆境抗受性為例 |
計畫編號111農科-1.2.4-科-a1 |
計畫屬性科學技術類 |
研究性質應用研究 |
研究方法學術補助 |
研究領域農-其他 |
研究目的發展農林漁牧（不含食品加工與包裝） |
主管機關農委會 |
執行機關亞蔬－世界蔬菜中心 |
計畫主持人林彥蓉 |
中央款12000000 |
配合款469500 |
計畫總經費12469500 |
執行成果摘要(一) 具耐熱或多重病害耐受性之茄科作物熱逆境常造成番茄的著果率、產量以及果實重量和品質的低落，因而成為限制熱帶和亞熱帶番茄生產的主要因素，研發新的耐熱品系勢在必行。於2022春季觀察試驗，評估28個不同來源之番茄品系的園藝和果實性狀，選出21個具潛力的品系，並加入5 個亞蔬種原庫之種原和5個MAGIC F7品系，共31個參試品系及4個做為對照組的熱敏感品系進入2022熱逆境試驗。根據著果率、良果產量、果實重量和園藝性狀選出8個品系，已於2022年秋季與4個亞蔬優良育成品系進行雜交，以發展新的雜交種。此外，為了解番茄品系的遺傳多樣性，針對43個番茄品系進行SNP基因型定序(GBS)，主成分分析(PCA)結果顯示這些品系可分為3群。將分析品系的耐熱表現型資料與遺傳多樣性結果，有助於選擇不同特性的親本進行雜交，以改善番茄品系的耐熱性、園藝性狀和果實性狀。為鑑定對Xanthomonas perforans具抗性的番茄種原，利用葉片浸漬法檢測11個番茄物種共94個種原，僅獲得1個源自秘魯的種原VI030799 (Solanum pennellii)表現中度抗病性。目前對細菌性斑點病具抗性的種原仍然有限，因此將繼續純化中度抗病種原後代的抗性並評估中抗晚疫病/早疫病的亞蔬番茄雜交品系對細菌性斑點病的抗性，以獲得具多重抗病性的番茄品系。早疫病為許多國家番茄生產最重要的病害之一，而Alternaria solani被認為是唯一的病原菌，然而，目前的研究證明，其他Alternaria屬的真菌也可能與這種病害相關。本研究鑑定36個Alternaria屬菌株的形態和致病性，多數菌株由具早疫病病徵的番茄分離獲得，並與4個來自不同作物的菌株進行比較。經由鑑定，其中21個菌株為A. tomatophila，另15個菌株則為A. alternata複合種。所有A. tomatophila菌株在28°C均可感染番茄離葉，且具較高致病力；然而，只有10個A. alternata 複合種菌株對番茄離葉造成病害，且致病力較低。利用代表菌株與控溫控濕的生長室，開發番茄早疫病抗病檢定流程，可使番茄品系接種A. tomatophila As-14菌株後，呈現抗、感病性的差異，將有助於研究番茄早疫病的抗病性篩選。有關番茄褪綠病毒(ToCV)的抗性研究，在網室以粉蝨傳毒方式，評估20個帶不同Ty基因組合(Ty-1、Ty-2、Ty-3/Ty-3a及ty-5)之育種品系的抗性，試驗結果顯示所有品系的全株病葉比例為等級3至4，病徵表現為中等至嚴重，且所有品系皆檢出病毒感染，是以，所有品系皆不具免疫性。但是，除CLN3150A-5及CLN3853C外，疊加2個或以上之Ty基因的品系其病葉比例等級指標的表現比未帶任何Ty基因或僅帶1個Ty基因之品系的表現為佳。綜合植株病徵嚴重度、全株病葉比例以及病毒檢測三個指標的評估結果發現，疊加Ty-3a和Ty-2基因的品系CLN4197AC，以及疊加Ty-3/Ty-3a、Ty-2和ty-5基因的品系CLN4197AA、CLN4197AB、CLN4197AD、CLN4197R、CLN4197A及CLN4197S，雖無法對ToCV免疫或完全抑制病毒的全株擴散，卻對ToCV具較佳耐受性。為尋找管控番茄青枯病和萎凋病的替代生物防治劑，利用幼苗篩選方法評估30個候選拮抗菌的防治效率，選出具潛力的候選拮抗菌並在溫室確認其效果。其中2個候選拮抗菌wan 1429 (Talaromyces spp.)和120-86 (Bacillus spp.)可顯著降低2種番茄品系感染青枯病的萎凋率。在番茄中抗品系(L180)同時接種病原菌和候選拮抗菌，或接種病原菌前先處理候選拮抗菌，其防治效率達100%，顯示此2種拮抗菌對青枯病具最佳防治效果。然而，沒有候選拮抗菌具備防治萎凋病的效果。另外，本研究建立之幼苗篩選方法，可在溫室快速選出具高防治效率的候選拮抗菌。為開發防治番茄潛旋蛾的新型生物防治劑，本研究首先建立番茄潛旋蛾之大量飼養方法，並用以測試各種生物防治劑的防治功效。苦楝油(聯安苦楝精、展農屠蟲刀)與蘇力菌(見達利ABTS-1857、速力寶E-911、奇蹟EG-7841)對蕃茄潛旋蛾的半數致死濃度(LC50)分別為9,146、3,457、3,073、7,965及825 ppm，其中蘇力菌”奇蹟EG-7841”對蕃茄潛旋蛾的防治效果較其他蘇力菌產品為佳。化學農藥克凡派及阿巴汀對蕃茄潛旋蛾的半數致死濃度約為11及150 ppm，遠低於防治推薦濃度。黑殭菌、白殭菌(僵僵好)、矽藻土與茶皂素對蕃茄潛旋蛾的防治效果則不明顯。有次序性的輪用生物農藥與化學農藥與黃色黏紙及懸掛費洛蒙誘蟲盒等資材，進行番茄潛旋蛾之蟲害綜合管理；春季的田間試驗顯示，由於番茄潛旋蛾田間族群密度低，導致番茄產量在蟲害綜合管理與對照試驗區或農民慣行法等三處理間無顯著差異。甜椒耐熱研究已將甜椒耐熱親本AVPP1708和敏感親本AVPP1714的雜交推進至F6，將於2023年評估197個F6品系之耐熱性；於F5世代選出的3個具潛力的家系CCA15866-75、CA15866-89、CCA15866-212，則將進行產量試驗。甜椒與辣椒的雜交後代F1對青枯病具中抗至感病表現，推測其抗病性可能由多個基因調控。源自CM334、AVPP2060、PI201232的後代對Phytophthora. capsici具抗病性，顯示P. capsici可應用於甜椒的抗病育種。了解番椒田區青枯病菌的特性，有助於病害防治策略的擬定，本研究分析臺灣最近六年蒐集之番椒青枯病菌的特性，結果顯示第一演化型、第三生化型、第34號序列變種為優勢病原菌族群，且新菌株毒力較舊菌株高，依據上述特性選出代表菌株Pss2074，做為未來番椒青枯病抗病篩選的供試菌株。另外，本研究針對目前優勢病原菌族群，建立兩片子葉幼苗的快速青枯病篩選流程，可節省時間、空間和人力且不受季節氣候限制，利於高通量種原的抗病篩選，提升抗病品種(系)的鑑定速度。本年度完成88個甜椒疫病菌的特性鑑定，分析菌株之配對型、病原型及對滅達樂的感受性，結果顯示目前田間族群已與過去不同，幾乎七成菌株都是A2配對型，且對滅達樂產生抗藥性。利用鑑別寄主可區分3種病原型，但受試菌株以pathotype 2(43%)及pathotype 3(44%)為主，此兩種病原型幾乎遍布各主要產區，未來將利用A2配對型的pathotype 3的新菌系確認抗病種原的抗病性，以應用在抗病育種及根砧的研發。本年度共完成24個疑似感染馬鈴薯捲葉病毒屬(polerovirus)分離株之蒐集和病毒檢測，其中13個樣本為複合感染；另11個樣本僅測到polerovirus，或polerovirus及polerovirus-associated RNA，因而判定其為polerovirus純系分離株。這11個純系分離株之polerovirus分子已部分解序，其基因序列之相似度高(96.4-98.9%)且皆屬於Pepper vein yellows virus (PeVYV)；其中9個樣本測得polerovirus-associated RNA，其分子經部分解序後發現基因序列相似度高(95.9-98.5%)且和南非已發表之PeVYV-associated RNA具高相似度(≧95%)。所獲得之純系分離株已保存於防蟲溫室並將應用於PeVYV抗病篩選系統之建立。在繁殖與性狀調查之研究，共完成502個茄科、豆科、葫蘆科品系種原，已將所調查之形態資料上傳至Genesys-pgr資料庫，供使用者查詢及申請種原使用。番椒種原外表型遺傳多樣性經由組成分分析(PCA)及多重對應分析(MCA)分析，顯示非栽培種的番椒有較高的機會具備栽培種番椒不具有的外表型，中南美國家的種原具較高的表型遺傳多樣性，可能源於中南美為番椒的種原中心。本年度共備份615份種原至國家作物種原中心，截至本年度共備份32,499份種原，佔亞蔬-世界蔬菜中心總部種原庫有效館藏量之50.2%。 (二) 合作與交流總計3位農委會研究員於本中心完成三個月短期研究，包括來自臺南農改場的李杏芳助理研究員及種苗改良繁殖場的陳易徵助理研究員與林如玲助理研究員。於12月2日及12月4日舉辦之2022農畜聯合開放日暨第26屆種苗節，本中心各研究單位展示新近研究成果。於106年設立之『世界蔬菜中心–台灣種苗業界交流平台』，長年促進本中心與國內種苗業界之溝通與交流，於2022年分別舉辦種原繁殖訓練、種原繁殖經驗分享與蔬菜育種研究交流與田間觀摩會，共223人次實體或線上參與，並促成6家種苗業者、9家私人農場及4家政府農研機構參與種原繁殖合作，協助本中心繁殖957號種原。此外，本平台也發佈21筆活動公告，包含種原繁殖合作相關活動、蔬菜育種田間交流觀摩會、亞蔬新聞報與亞蔬圖書館公告、線上種子目錄更新通知、以及免費線上訓練班資訊等。 |