Mining a tomato core collection for resistance to TSWV, ToMV and Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici
本研究通过对番茄核心种质资源库进行对番茄斑萎病毒（TSWV）、番茄花叶病毒（ToMV）及枯萎病菌（FOL）抗性的筛选，通过表型和分子分析鉴定出具有价值的多病原抗性种质及新的遗传位点，以支持开发持久且具韧性的番茄品种。
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西红柿是世界上最受喜爱的一种食物之一，在几乎每个国家都有种植，并跨越海洋进行贸易。然而，尽管在烹饪方面具有如此重要的地位，这些植物却始终处于不断的围攻之下。它们面临着一个持续不断的“三重敌人”，这些敌人可以摧毁整个收成：一种会让叶片呈现马赛克图案或出现坏死斑点的病毒，以及一种会从根部开始扼杀植物并使其枯萎的土传真菌。长期以来，农民一直依赖于通过育种使西红柿具备特定的遗传盾牌，即抗性基因，以对抗这些入侵者。然而，这些病原体非常聪明且进化迅速；它们经常通过突变来突破单一的遗传屏障，使作物再次变得脆弱。为了保持领先地位，植物科学家必须将目光投向标准的商业品种之外，深入挖掘西红士自身广阔而多样的历史。他们需要从古老的地方品种（landraces）、被遗忘的栽培品种以及育种系中寻找稀有且隐藏的抗性来源，这些可能正是实现持久保护的关键。
在最近的一项研究中，研究人员致力于探索一个由204份栽培西红柿种质资源组成的精选集合中所蕴含的这种隐藏潜力。这些并非来自安第斯山脉的野生近缘种，而是结合了传统的西班牙和意大利地方品种、已废弃的商业品种以及现代育种系。团队对这些植物进行了严格的试验，将其暴露在上述三种主要威胁之下：西红柿斑萎病毒（Tomato spotted wilt virus）、西红柿马赛克病毒（Tomato mosaic virus）以及镰刀菌枯萎病真菌（Fusarium wilt fungus）。其目标简单而关键：观察这些多样化的植物中，哪些能够通过攻击而不表现出严重症状，并理解其生存背后的遗传机制。
筛选结果非常残酷。绝大多数西红柿都死于这些疾病，证实了威胁的严重性。只有极小比例的种质资源证明了真正的抗性。具体而言，仅有15份种质资源（约7.35%）能够抵御西红柿斑萎病毒。抵御西红柿马赛克病毒的组别更少，仅有7份种质资源（3.40%）。对于真菌性枯萎病，则有10份种质资源（4.90%）表现出抗性。尽管这些数字很低，但即便发现极少数具有抗性的植物也是意义重大的，因为它们来自已经适应农业生产的背景，这使得它们比野生物种更容易用于育种计划。
为了理解这些植物是如何生存下来的，研究人员检查了它们的DNA。他们检测了已知“抗性基因”的存在情况，这些基因是科学家过去已经识别出的。对于西红柿斑萎病毒，他们发现大多数抗性植物携带一个名为Sw-5b的特定基因。同样，对于西红柿马赛克病毒，大多数情况下的抗性是由Tm-2²基因的存在所解释的。这些发现证实了已知的遗传盾牌确实在这一集合中发挥作用。然而，故事并未就此结束。研究人员发现了一些并不携带这些已知基因的抗性植物。例如，一种名为“Platense”的传统品种在没有预期遗传标记的情况下依然对病毒具有抗性，这表明它拥有另一种或许更为微妙的对抗感染的方式。
研究人员利用全基因组关联研究（GWA study）进行了更深层次的调查。这种方法扫描植物的整个遗传密码，以寻找可能与抗性相关的新的区域，寻找那些仅靠已知基因无法解释的模式。研究发现，在针对病毒的分析中，染色体9和12上有强烈的信号，而在针对真菌的分析中，染色体11上有信号。这些信号指向了基因组中的新区域，这些区域很可能包含额外的抗性因子。对于真菌性枯萎病，情况尤其引人入胜。没有任何一株抗性植物携带用于对抗该特定真菌种群的最常见基因，且遗传扫描也没有指向单一、明显的诱因。这表明这些植物的抗性可能是一种复杂的数量性状，涉及许多微小的遗传效应共同作用，而非单一的强大盾牌。
或许是最具价值的发现是，一些抗性植物是“多面手”。研究发现有三个特定的种质资源能同时对所有三种病原体产生抗性。其中一个属于育种系，携带了多种已知的抗性基因，而其他一些则在没有预期遗传标记的情况下表现出抗性。这种特性的组合是育种家的宝库。这意味着他们有可能将这些抗性进行叠加，从而培育出能够同时抵御多种疾病的强健西红柿新品种。
研究结论指出，虽然在栽培种集合中抗性西红柿较为罕见，但它们确实存在，并且往往隐藏在传统的地方品种和育种系之中。研究证实，虽然已知基因如Sw-5b和Tm-2²是主要的防御者，但它们并非故事的全貌。还存在其他更不为人知的遗传机制，在主要防御失效时提供保护。通过识别这些稀有的、具有韧性的植物及其携带的独特遗传工具，科学家们为开发能够抵御不断演变的疾病压力的未来西红柿品种提供了路线图，从而确保这一全球主食能够保持高产与安全。
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