未来科学家培育项目（2026）
番茄高危险性病毒ToBRFV抗性资源挖掘与利用
创新训练项目
农学
植物生产类
二年期
B、学生来源于教师科研项目选题
陶小荣
指导教师
研究背景：
番茄是三大世界性贸易蔬菜之一，在全球蔬菜贸易中占有重要地位。亚洲和欧洲是世界番茄的主要生产区。我国是亚洲番茄产量最大的国家，也是世界番茄产量最大的国家，近十年我国番茄年产量均超过6000万吨，接近全球番茄产量1/3。新发和再发病毒病害是影响番茄产业高质量发展的重要问题和挑战。番茄褐色皱纹果病毒（tomato brown rugose fruit virus，ToBRFV）属于近年来新发的一种危害番茄产业的重大爆发性病毒。该病毒侵染可导致番茄叶片斑驳、畸形以及果实出现褐色皱缩症状，显著降低番茄产量和品质。该病毒传播途径多样，包括机械接触、受污染种子及昆虫活动等。2014年于以色列首次发现，目前在意大利、法国、捷克等全球35个国家番茄主要生产国中危害严重，现我国番茄主要产区均有不同程度发生；2021年4月，列入《中华人民共和国进境植物检疫性有害生物名录》；2024年9月增补列入《全国农业植物检疫性有害生物名单》；2025年4月，全国农技推广中心制定ToBRFV重大植物疫情监测防控技术方案。
植物病毒病目前缺乏有效的化学农药进行防治，挖掘和利用植物的抗病基因培育抗病毒农作物是病毒病防控最经济有效的途径。以水稻条纹叶枯病毒病为例，水稻条纹叶枯病毒病2000年以来在江苏、安徽等18个省大流行，发病面积达333万hm2 以上，其中仅江苏省发病面积即达157万hm2（占水稻总面积79％）。随着规模化水稻条纹叶枯病抗性鉴定技术体系的建立，科研人员系统挖掘了抗病水稻种质资源及其相关基因/QTL，并在此基础上选育出一系列兼具抗病性、高产性和优质性的水稻新品种。这些新品种在南方粳稻主产区得到了快速推广应用，有效缓解了条纹叶枯病造成的严重危害。
目前ToBRFV爆发性流行，现有的番茄抗病毒基因均无法介导对ToBRFV的持续性抗性，目前尚未有抗ToBRFV相关抗性材料的报道与利用，针对该病毒的防控措施亦有限。因此，建立一套科学、系统且高效的ToBRFV抗性评价体系，筛选潜在的抗性种质资源与抗病基因，进一步用于ToBRFV抗性育种和AI辅助的分子设计育种，可为有效控制该病毒病害的爆发与灾变提供重要的理论基础与应用价值。
研究目标：
针对番茄生产中ToBRFV危害造成的产业难题开展抗性基因资源挖掘与利用研究。首先，优化病毒接种方法，在建立ToBRFV的抗性评价体系。基于团队现有的400余份番茄核心种质资源，系统筛选和鉴定对ToBRFV具有抗性的番茄种质，并进一步利用抗/感品种杂交和组学分析潜在的抗性基因。本研究成果将为番茄抗病毒育种和病毒病害防控奠定重要的理论基础。
研究内容：
1、在番茄上建立ToBRFV抗性评价体系：优化病毒接种方法（摩擦接种或农杆菌浸润），制定统一的抗性鉴定标准，利用RT-qPCR检测ToBRFV系统侵染性及病毒积累水平，通过观察叶片、果实症状确定分级病情指数（DSI）并结合作物影响指标：株高、干重/鲜重、结籽率等多因素综合分析，以此在室内初步确定其抗性水平。
2、针对400余份番茄核心种质资源，在室内室外进行ToBRFV进行抗性种质筛选：收集目前番茄主栽品种、骨干亲本等番茄核心种质，室内接种ToBRFV利用前期建立的ToBRFV抗性评价体系筛选抗病毒的种质资源；后续将初步筛选得到的抗性资源在发病较严重的田间种植，评估其抗ToBRFV病毒的能力，进一步确定其抗性水平。
3、将抗性种质用于ToBRFV抗性育种并尝试抗性基因的定位：将筛选到的抗性品种与现有主栽品种广泛杂交，测试后代抗性水平及作物指标，以期筛选出具有商品性的抗性新品种；利用抗、感番茄材料构建遗传群体，通过人工接种ToBRFV开展抗性表型鉴定，结合基因分型（如BSA-Seq或GBS）定位抗性相关的候选基因区域。
预期成果：
1、建立一套高效且系统性的番茄上ToBRFV抗性评价体系；
2、筛选出对ToBRFV具有绝对抗性或者耐病的番茄品种若干；
3、鉴定1-2个抗ToBRFV潜在的抗性基因。
招募成员要求： 专业背景，技能基础无特殊要求，更希望同学以对此项目的好奇之心激发科学研究的浓厚兴趣，同时具有面对不确定性问题与挑战的勇气与坚持，以及踏实、细致、善于思考的问题意识，与团队共同推进科研进展。