中国马铃薯发展历史、育种现状及发展建议

马铃薯是我国仅次于水稻、小麦和玉米的第四大粮食作物,栽培面积近600万hm~2,年产量约9 000万t,居世界首位。中国农业部预计今后20 a间,我国需增产500亿kg粮食保障人民生活和社会发展的基本需要,马铃薯的贡献率将达到50%。本文综述了中国马铃薯的起源和发展,主要经历了3个发展阶段;系统回顾了中国马铃薯的育种现状、各个时期的主要育种目标及品种应用状况,在此基础上,为中国马铃薯产业健康发展提出几点设想和建议。     

怀山药种质资源的玻璃化法超低温保存

本文对怀山药种质资源的玻璃化法超低温保存技术进行了研究。结果表明,怀山药带芽茎段玻璃化法超低温保存较佳的技术体系是继代生长60 d的怀山药无菌苗置4℃冰箱低温锻炼7 d;在无菌条件下切取1~1.5 cm的带芽茎段,转至含5%蔗糖+3%甘露糖的培养基内,置4℃冰箱预培养2 d;用60%的PVS₁（22%甘油+13%乙二醇+13%聚乙二醇+10%二甲基亚砜）在室温下处理60 min,再用100%的PVS1在0℃条件下处理60 min,随即迅速投入液氮;保存24 h后,在37℃水浴中快速化冻,用含5%蔗糖的MS培养液洗涤4次,每次停留10 min;转至再生培养基（MS+KT 2 mg/L+NAA 0.02 mg/L）再培养,成活率可达77.14%,再生苗与常温苗形态指标差异不大。     

原生质体载体技术在马铃薯育种中的应用

综述了原生质体载体技术在育种中的应用:体细胞杂交、以原生质体为受体细胞的DNA直接导入转化、体细胞无性系变异、胁迫耐受系的选择,同时针对马铃薯的生物学特性、育种现状及其原生质体方面的研究现状,提出利用原生质体载体技术进行马铃薯育种的优势和切实可行性。     

农杆菌介导的马铃薯试管薯遗转化体系的优化及反义class Ⅰ patatin基因的导入

用两个马铃薯栽培品种“鄂马铃薯3号”和“甘农薯2号”的试管薯为供体材料，建立了一种农杆菌介导的简单、快速和高效的遗传转化系统。在含有75mg／L卡那霉素的选择培养基上，2～3周可产生抗性芽，4～5周获得完整的转基因植株。筛选出了试管薯遗传转化的优化条件，特别是在再生培养基中加入2mg／L玉米素，两个品种的转化频率分别高达45．5％和43．9％。周期短(4～5周)、一步培养和转化频率高，使该转化体系能够广泛用于马铃薯转基因的研究。用含有反义class Ⅰ patatin基因的表达载体pBSAP转化两个品种，共获得120株卡那霉素抗性植株。PCR、PCR-Southern和Northern杂交分析证明，此反义基因已整合到马铃薯基因组中并在转基因植株中正常转录。反义基因的表达导致部分转基因植株的试管结薯株率和单株结薯数降低。结果表明，该class Ⅰ patatin基因可能参与了块茎形成的调控。     

拟南芥低温诱导cor15a基因的启动子克隆及在转基因马铃薯中的表达

利用PCR方法从拟南芥(Arabidopsis thaliana)品种Columbia的基因组中扩增出低温诱导基因cor15a的启动子片段并插入克隆载体。序列分析表明，克隆的启动子长900bp，与目前已经发表的启动子序列完全一致。将此启动子插入pBI121的gus基因及NOS终止子上游构成表达载体pLB，通过直接法导入根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA4404，并转化马铃薯(Solarium tuberosum)获得转化再生植株。再生植株PCR检测和PCR-Southern鉴定结果证明，cor15a基因启动子已经成功地转入到马铃薯植株基因组中。GUS组织染色证明拟南芥cor15a启动子在马铃薯中也同样具有低温诱导表达的能力。     

反义class Ⅰ patatin基因转化马铃薯及其对试管块茎形成的影响

通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导将CaMV 35S启动子驱动的反义class Ⅰ patatin基因导入马铃薯(Solarium tuberosum)品种鄂马铃薯3号中。PCR扩增和PCR—Southern杂交证明，反义class Ⅰ patatin基因已整合到马铃薯基因组中。Northern杂交分析表明，该反义基因在转基因植株中能正常转录并导致内源classⅠ patatin mRNA含量的下降。对转基因植株试管块茎分析显示，其蛋白质含量和酯酰水解酶的活性较对照有不同程度的下降，其中下降程度最大的株系分别比对照减少36．4％和31．4％。同时部分转基因株系在组织培养条件下的结薯株率、单株结薯数和有效薯率较对照有一定程度的降低。     

魔芋不同类型愈伤组织及分化能力研究

以花魔芋球茎和白魔芋幼嫩叶柄为外植体诱导愈伤组织，经过3次或3次以上继代培养，魔芋愈伤组织可形成3种不同类型：A型水渍状，半透明；B型—浅黄色，表面呈球形瘤状突起；C型—绿色或橙红色，结构致密。3种类型的愈伤组织在不同的培养条件下可以相互转变，不同类型的愈伤组织分化能力不同。组织学切片显示了3种类型愈伤组织的细胞类型和组织结构特征。     

中国马铃薯引进与传播之辨析

马铃薯在南美已有上万年的栽培驯化历史,然其在大陆间的传播仅发生在近代数百年间,海路是唯一可能的途径,但马铃薯引入中国的时间和途径却无定论。本文根据航海史料及最早发现大陆间特异物种的时间推测,马铃薯引进中国的时间可能为明永乐二十一年(1423年)郑和的第6次航海返回之时。根据典籍方志所载分析,马铃薯最初200年主要种植于北京,逐步成为皇宫珍肴。清朝时期于相互毗邻的乌蒙山区、武陵山区和秦巴山区广为栽培,是我国马铃薯最早的集中产区。     

中国马铃薯科技发展与创新之回顾

科学技术是产业发展的支撑,解决产业发展面临的问题始终是马铃薯科研的宗旨。推翻清朝帝制后中国始有系统的马铃薯科学研究,迄今仅百余年历史,而每个阶段均有其突出的目标和彰显的成就。20世纪30年代起步的品种筛选和杂交育种奠定了50年代首次品种更新的基础,单产显著提高。新中国成立后,"六五"到"九五"的全国马铃薯科研攻关,系统开展了育种、种植区划、种质资源评价和良种繁育研究,支撑了产业的快速发展,使中国成为最大的马铃薯生产国。新世纪以来的应用研究和应用基础研究为马铃薯产业的提质增效提供了有力支撑。尤其是处于学科前沿的马铃薯性状遗传调控研究,增强了技术创新和科技竞争的潜力,将进一步提升马铃薯在保障国家粮食安全和满足健康生活需求方面的战略地位。