马铃薯晚疫病抗性基因R11的遗传定位

由致病疫霉菌(Phytophthora infestans)引起的晩疫病是世界范围内最具毁灭性的马铃薯(Solanum tuberosum)病害。以含有晚疫病抗性基因R11的材料MaR11和不含已知抗性基因的品种Katahdin为亲本进行有性杂交,对获得的F₁分离群体的83个基因型进行了晚疫病菌株接种鉴定和遗传分析。结果表明,R11为主效单基因,在MaR11中以单式形式(R_11r11r11r11)存在。应用比较作图和分离群体分组分析(BSA),开发了6个与R11连锁的分子标记,并将R11定位于11号染色体长臂末端。R11距C2_At5g59960标记最近,约为2.4 cM。通过遗传图谱比较表明,R11较晚疫病抗性基因R3a和R10更靠近染色体端粒区。本研究所获得的遗传图谱为进一步构建R11高密度遗传图谱提供了基础。     

中国88个马铃薯审定品种SSR指纹图谱构建与遗传多样性分析

为对马铃薯品种鉴别、优良杂交组合选配提供分子水平上的依据,利用SSR标记构建了中国2000-2007年审定的88个马铃薯品种的指纹图谱并进行了遗传多样性分析。以138对SSR引物对16份遗传差异较大的马铃薯材料的基因组DNA进行了扩增,筛选出10对多态性高、谱带清晰的引物。利用10对SSR引物对全部供试材料进行扩增及电泳检测,共检测到135个等位位点,其中133个为多态性位点,多态性比率达98.52%。每对SSR引物扩增出的等位位点数7~22个,平均13.5个,多态性信息量变化范围为0.7604~0.9375,平均0.8501。通过对电泳检测结果的统计分析,利用S180、S25、S7、S151、S184及S192等6对引物构建了88份供试材料的SSR指纹图谱。聚类分析表明,在相似系数0.620处,所有供试材料被被聚为一类,在相似系数0.652处,81.8%的材料仍然聚在一起,从分子水平上表明供试材料遗传基础非常狭窄。聚类分析结果与供试材料系谱来源有较好一致性,同一栽培区域育成的品种在不同程度上聚在一类。     

马铃薯品种遗传多样性分析

为解析一套(559份)从世界各国收集的马铃薯种质资源的遗传多样性,用16个表型性状和36个SSR标记进行了聚类和多样性参数分析。对454份表型数据完整材料的UPGMA聚类分析表明,在欧氏距离14.66处被聚成2个类群(A_1和A),其中A_1在欧氏距离12.74处被分为A_(11)和A_(12)亚群;454份材料在欧氏距离11.73处被划成9个类群,包括4个小类(A、B、C和H)和5个大类(D、E、F、G和I),其中类群I所包括的材料占总数的57.5%,该结果较好地揭示了马铃薯种质材料之间的形态差异,区分生态类型不同和遗传差异明显的亲本。36个SSR标记在559份材料中共检测出134个多态性位点,每对引物检测1~7个等位变异,平均3.72个,引物多态性信息量(PIC)为0.1545~0.7743,平均为0.5783,说明品种间有丰富的遗传多样性。NJ系统进化树分析表明,559份材料可分为3个大群。类群I为一个混合群,各地区品种均有分布,包括133份马铃薯材料,占总数的23.8%;类群II中欧洲、北美及中国东北和西北地区的材料所占比重较大,数量为187,占33.5%;类群III中北美、南美以及中国东北和西南地区马铃薯材料所占比重较大,包含239份材料,占42.8%。表型性状聚类与SSR分子标记聚类结果相似,均与地理位置有很大相关性,应结合共同用于评价马铃薯品种遗传多样性。     

基于2b-RAD测序的四倍体马铃薯熟性相关的分子标记开发

马铃薯熟性是由多基因控制的数量性状,是我国不同栽培区划选择适宜品种的重要指标之一。本研究以晚熟品种中薯18号和早熟品种中薯5号及其F₁分离群体为材料, 2018—2019年连续2年对“中薯18号(母本)×中薯5号(父本)”杂交分离群体进行熟性评价,从中筛选出极端晚熟和极端早熟的基因型各30个,并分别构建极端晚熟和极端早熟基因组DNA混池。利用简化基因组2b-RAD (2b-restriction site-associated DNA)技术测序,寻找差异标签开发出3个与熟性连锁的分子标记SCARA2-2、SCARA4-21和SCARA5-16,3个分子标记联合使用对熟性分离群体子代进行验证,晚、早熟表型符合率分别到达了87.5%和93.0%,这些分子标记的开发和联合使用对辅助马铃薯熟性选择具有重要的参考价值。     

马铃薯抗寒性研究进展

低温是影响马铃薯生长及产量的重要环境因子,特别是0℃以下的冻害会对马铃薯植株的叶片、茎秆造成严重的损伤,甚至导致整个植株的死亡。因此,研究马铃薯品种的抗寒性具有重要的价值及意义。对国内外马铃薯低温驯化与抗寒性、抗寒生理机制、抗寒性遗传及其基因工程等方面的研究进展进行了综述,以期为马铃薯抗寒育种提供参考。     

马铃薯薯形发育的组织细胞学研究

薯形是马铃薯重要的农艺性状之一,马铃薯块茎形状在块茎发育的早期就已确定。选取长、圆薯形的马铃薯,在匍匐茎弯钩期、次顶端膨大期、块茎形成初期、块茎形成期4个块茎发生时期,制备石蜡切片并进行组织细胞学观察,研究长、圆薯形块茎发生时内部的形态变化。结果表明:匍匐茎弯钩期髓部组织的细胞层数差异可能是造成长、圆薯形差异的主要原因,而匍匐茎弯钩期可能是造成薯形差异的关键时期。     

温度影响马铃薯块茎形成的研究进展

块茎是马铃薯的商品和营养繁殖器官,而温度是影响块茎形成最重要的环境因素之一。针对温度对马铃薯块茎诱导和起始、膨大和成熟生长发育阶段表型变化的影响,对光合特性、源库平衡和渗透调节物质等生理生化变化影响,对调控块茎形成的光周期、植物激素、sRNA和糖类物质通路的影响,以及马铃薯耐热性评价和遗传改良研究等方面进行了综述,以期为了解马铃薯块茎形成过程中温度调控机理和培育耐热马铃薯品种提供参考。     

马铃薯中薯3号品种密度试验

中薯3号在华北一作区栽培,鲜薯产量从每公顷密度48000株到74070株之间存在显著差异,但从58500株到74070株和48000株到52500株之间差异均不显著,以69450株产量最高;单位面积结薯数从48000株到74070株表现种植密度越大,结薯数越多,差异显著;但58500株到74070株之间差异和48000株到52500株之间均不显著。     

不同夜间温度处理对马铃薯试管薯及块茎形成相关基因表达的影响

为探究不同夜间温度处理对马铃薯试管薯形成的影响,以7个马铃薯品种或材料的试管苗为试材,在昼/夜温度分别为23℃/13℃、23℃/18℃和23℃/23℃条件下进行试管薯的诱导培养,调查记录试管薯初始结薯时间、结薯率和结薯方式变化,并分析不同夜间温度处理下试管薯初始形成植株及同期未形成试管薯植株参与块茎形成相关基因的表达量变化。结果表明,对于大多数基因型,与其他处理相比,23℃/13℃处理显著延长试管薯初始结薯时间,23℃/23℃处理降低结薯率,而23℃/18℃处理结薯较早且试管薯结薯率平均达84.3%,最利于试管薯形成。夜间温度可通过影响生物钟、糖代谢和光周期通路中StFKF1、StCO1和StSWEET1等相关基因的表达而调控块茎形成。     

植物耐盐机理研究进展

高盐是限制农作物生长和生产最主要的非生物逆境之一。土壤中过多的盐离子对植物细胞造成渗透、离子和氧化胁迫。植物感知胁迫信号后,激活脱落酸、盐过敏感通路维持体内渗透平衡和离子稳态,运行抗氧化系统以应对过量的活性氧。本文通过信号转导、渗透保护剂及溶质的生物合成、离子稳态及区域化、抗氧化系统和植物激素调控等方面综述了植物盐胁迫反应的组成、途径及其调控机制的研究进展,有助于研究人员在逆境条件下培育高产优质的农作物。