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中国马铃薯种质资源研究进展
时间:2015年06月21日信息来源:不详点击: 加入收藏 】【 字体:

      

1  品种资源评价

    张浩等通过对大量马铃薯亲本杂交效果及其配合力的评价分析,选择出适合做母本的品种有丽薯6号、高淀2、丽薯7号、米拉、宁蒗A、转心乌等,适合做父本的品种有 CIP004、CIP005、阿乌洋芋、高淀1、老鼠洋芋等,高淀2、丽薯7号和宁蒗A均属雄性不育类型。余贵先等通过对7个品种进行了适应性、丰产性和抗逆性的种植考察试验,筛选出适合湖北省种植的早熟品种:春薯4号、克新21,选择DE03 -79 -1、YS301两个品种作为中晚熟品种。沈孝生和胡铁以东农303 (CK)、大西洋、中薯3号、中薯5号、费乌瑞它、9903和夏波蒂为试材,进行湖南省春马铃薯的品种比较试验,结果表明:大西洋休眠期短,中熟,抗病性较好,商品薯率最高,为91.5%;中薯3号、中薯5号、费乌瑞它和9903属于早熟鲜食加工兼用型品种;中薯5号产量最高;各品种抗病性良好,中薯3号抗病性最好,干物质含量也最高;各品种商品薯率显著优于对照。研究还表明,早熟品种块茎生长速度较快,干物质积累早,而晚熟品种则相反;不同品种的块茎淀粉含量差异不大;不同品种的叶绿素含量和光合速率差异不大,相关性不明显;品种间的CAT, POD,SOD酶活性存在一定差异。

    徐建飞等,杨先泉等,胡尊艳等,王朝海等分别进行了马铃薯材料(品种),的抗旱性研究,结果显示:虎头和高原7号等四倍体品种以及CE 66和HS 66等二倍体材料抗旱能力较强,适宜应用于抗旱育种;干旱胁迫下,植株株高普遍降低,但对高抗旱材料株高影响较小;高抗旱材料块茎数增加,弱抗旱材料块茎数减少;块茎比重变化不明显;叶片潜在光合能力( Fv/Fm)变化不明显,但叶片实际光合效率(qY)下降。结果显示干旱对结薯数的影响可能主要是抑制苗期植株匐伏茎的形成,耐旱品种的最佳灌溉时期应该是苗期。此外各生育时期干旱胁迫下,马铃薯MDA,Pro含量均增加,而SOD活性下降。花期干旱胁迫对马铃薯的生理生化指标影响最大;抗性强的品种MDA、脯氨酸含量增加的幅度较小,SOD的活力较高,而抗旱性弱的品种则相反。抗旱性强的品种在生理生化指标上具有抗旱的调节机制。赵海超等‘81研究磷营养对马铃薯抗旱性的影响,结果表明施磷肥可以促进根系生长,优化营养分配,提高根系活力,降低丙二醛含量,提高超氧化物歧化酶活性来提高马铃薯的抗旱性,但施磷量过高会降低马铃薯的抗旱性。

    李亚玲等为明确马铃薯抗湿性,筛选耐湿品种,采用盆栽淹水处理的方法,以国内外14个马铃薯品种资源为试验材料,研究了低氧胁迫对植株生长的影响,并利用湿害指数(WI)、抗逆系数( ARC)以及聚类分析方法分析了不同马铃薯品种资源幼苗耐低氧性的差异,综合抗逆系数(ARC)、湿害指数(wu,结合聚类分析的评价结果,将供试的14个马铃薯品种分为4大类。

    李丽等采用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记对11份马铃薯栽培品种的遗传多样性进行分析,结果表明,参试马铃薯品种间的遗传多样性相对丰富,遗传差异较大。李先平等¨

¨利用SSR分子标记对来源不同的30份彩色马铃薯种质材料进行遗传多样性研究。聚类遗传关系表明类群I和类群Ⅱ遗传关系较远,性状差异较大,可以作为极好的遗传资源进行杂交育种,扩展和丰富彩色马铃薯种质遗传基因。

    包丽仙等对引自国际马铃薯中心的彩色马铃薯资源的农艺性状表现和块茎性状进行研究,结果表明,引进彩色马铃薯资源普遍长势好,适应性强,适合云南彩色马铃薯新品种选育的需要。郭永忠等利用马铃薯(Solanum tuberosum L.)的抗病性、农艺性状、高产稳产性和商品性等指标对引进的马铃薯品种采用灰色关联矩阵和灰色局势决策法进行综合分析评价,结果表明青薯168、948 -K、晋薯7号、虎头和中熟品种同薯23号、冀张薯3号都可在当地进行推广种植,在保护地种植可选择中薯3号。

    李长青等为选育抗黑痣病、高产优质的马铃薯新品种,选用引进品种“大西洋”分别与“陇薯6号”“陇薯7号”杂交,获得了杂种FI代,利用SSR标记技术对9个杂种F1单株进行了鉴定。该研究可为进一步开展马铃薯杂交后代目标性状优异株系选育提供依据。苟琳等探索并建立马铃薯醇溶蛋白酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳( A- PAGE)方法和谱带分析技术,可为马铃薯品种(系)选育提供一种十分有效的方法。

    聂碧华等对马铃薯的抗病毒类型、抗性机制和主要抗性基因等方面的进展进行了综述,以期为理解马铃薯与病毒的互作关系,利用抗性资源和抗性基因,培育抗性品种和发展更有效的病毒防治策略提供参考。陈兆贵等对广东省惠州市疑似感染马铃薯卷叶病毒(Potato leafroll virus,PLRV)的病株毒源进行分子生物学鉴定,结果表明:4个惠州 PLRV不同分离物的DNA序列和氨基酸结构具有高度同源性,惠州PLRV分离物与国内外13个PLRV分离物具有高度同源性。卢丽丽等为研究病毒和类病毒在马铃薯试管苗不同部位的积累规律,结果表明:PSTVd.PLRV和PVS在马铃薯试管苗常规组织培养过程中是逐代传递的,其在马铃薯试管苗顶端和基部的积累规律存在显著的品种差异,同一马铃薯品系的顶端和基部对不同病毒和类病毒的积累趋势相对一致。实时荧光定量PCR是一种灵敏度很高的定量检测马铃薯病毒和类病毒的方法。赵兴涛等利用与两个抗PVY和PVX的基因紧密连锁的标记RYSC3与Rxsp,分别对190份中国马铃薯育成品种进行分子标记分析,结果表明,目前我国具有抗病毒能力的马铃薯育成品种所占比例仍然较小,但是最近几年来比例在逐渐提高,马铃薯抗病毒育种正在逐渐取得进步。

2  资源创新研究

    利用根癌农杆菌介导的方法,黄先群等将由harpinPss引起过敏反应的甜椒中分离出来的一种过敏反应促进蛋白基因导人马铃薯品种Burbank中,转基因的马铃薯获得了抗晚疫病植株。吴田和谢从华利用TAIL - PCR技术,从马铃薯晚疫病水平抗性、垂直抗性和感病等3种材料中,分别克隆了该基因的启动子区域。此外,将从水平抗性材料中克隆得到的启动子与GUS连接构建植物表达载体,转化了本氏烟(Nicotiana benthamiana),将得到的转基因烟草进行表达活性分析。结果显示3个启动子均具有TATA - box和CAAT- box以及多种与抗病反应和基因时空表达有关的元件。杨涛等‘22 3将强组成型表达启动子 CaMV 35S驱动的可溶性淀粉合成酶Ⅲ基因的RNA干扰表达载体导人马铃薯栽培品种克新1号和克新4号中,该研究为马铃薯淀粉品质的改良奠定了基础。梁春波等通过将马铃薯抗晚疫病基因,R3a编码区克隆到具有组成型CaMV35S强启动子的双元表达载体上,结果表明:CaMV35S启动子驱动的RB基因在表达量上较自身启动子有明显提高,使HR反应加快;R3a的表达量和特异性识别Avr30诱导产生HR反应的速度在两者之间均无明显差别。另外,R3a与I2GA1在LRR区域序列发生交换后,识别ArT3口诱导产生 HR反应的能力也发生了交换,即R3a特异性识别ArT3口的关键序列位于LRR结构域内。李继刚等用马铃薯StHb1蛋白的亚细胞定位情况,采用RT - PCR技术克隆到马铃薯 StHb1基因cDNA序列,并成功构建了StHb1基因与绿色荧光蛋白基因的融合表达载体 pBI121 - StHbl - GFP,并确定了StHbl蛋白主要分布于细胞核中。朱云等‘251tRLK基因的特异区段,以pUCCRNAi为中间克隆载体、pCHF1为植物表达载体,构建了该基因的 RNA干扰载体pCHFl - StRLK,获得了5株再生植株并加以验证,结果表明,该基因的表达在5个转基因植株中均受到了不同程度的抑制,说明导人的pCHFl - StRLK发挥了干扰活性,且干扰效果与基因的插入位点有关,为进一步研究StRLK基因的功能提供依据。张欢等以东农308和费乌瑞它微型薯为外植体,将抗逆基因p3300 - Ubi - WRKYⅡ导人马铃薯,并加以证明。将转基因植株进行抗旱性试验,结果表明转基因植株对水分胁迫的抗性比对照有显著提高。

    张正国等以品种费乌瑞它微型薯为外植体,将BADH耐盐基因导人马铃薯中,获得30株PPT抗性植株,生理检测表明植株在0.7% NaC1浓度下耐盐性相对较高。证明外源基因已经整合到植物的基因组上。

    李文霞等选取与花药培养相关的因素及水平进行探讨,以优化二倍体马铃薯花药培养的再生体系。结果表明:二倍体马铃薯花药培养的最适基因型为BD40 -2,BD54 -8和BD10 -7;对于促进花药诱导,低温、热激、离心、甘露醇4种预处理之间存在极显著差异,并建立了诱导体系。

3  功能基因分析

    董玉梅等以马铃薯品种Favorita叶片中的cDNA为模板,采用RT - PCR、巢式   PCR、3'RACE和5'RACE技术,获得了L一半乳糖酸-1,4一内酯脱氢酶(EC 1131213, GLDH)基因eDNA 2 563 bp的全长序列,命名为StGLDH( GenBank:FJ755844)。序列分析表明,该基因编码区长1 773 bp,编码590个氨基酸,与其他植物GLDH氨基酸序列具有很高的同源性,该基因在马铃薯不同器官中均有表达,在幼叶和功能叶中表达量最高;除匍匐茎外,其他器官中抗坏血酸( ascorbic acid,AsA)含量与StGLDH的表达高度一致。蒋雯等克隆了马铃薯抗菌肽基因SN1的全长编码序列,将该基因编码序列亚克隆到原核表达载体pGEX - 4T -1上,构建成GST - SN1融合蛋白表达载体,经诱导,获得了以包涵体形式表达的GST- SN1重组蛋白。经过裂解、洗涤、溶解、复性等处理,获得了纯化的GS T- SN1融合蛋白。体外抑菌试验表明,.N1显著抑制禾谷丝核菌、平脐蠕孢菌菌丝生长,可作为上述植物病害抗性育种的潜在基因。陈国梁等利用PCR技术从马铃薯陇薯3号基因组DNA中扩增出长度约为1.0 kb的DNA片段,片段大小为969 bp,该序列与 GenBank中已公布的Patatin启动子序列同源性为97.94%;进行序列分析表明,该片段含有启动子的保守序列TATA- box和CAAT- box,且在CAAT- box上游有8 bp的增强子,此外,还具有马铃薯块茎蛋白Patatin基因启动子保守调控序列的蔗糖效应元件(SURE)4个及马铃薯储藏物特异结合调控Patatin蛋白表达位点(B- box)2个,而这些特异序列可能是基因特异表达所必须的。周晓罡等利用马铃薯晚疫病菌全基因组测序结果,结合计算机技术和生物信息学的方法,对马铃薯晚疫病菌的蛋白进行分析,为明确该病原菌与寄主互作的分子机制奠定基础。尚小红等以BCT和PCC1两个马铃薯群体为材料,对38个晚疫病菌诱导表达的ESTs和基因进行定位,再将其中12个多态性位点定位到遗传连锁图谱上,定位的候选基因丰富了马铃薯的连锁群,可作为遗传连锁图谱构建的桥梁,同时也为筛选重要抗性候选基因奠定了基础。李立芹等采用同源序列克隆的方法获得马铃薯WRKY6基因,序列分析表明,该蛋白属于WRKY家族第3组成员,锌指结构为C-X7 -C-X23 -H-X-C。然后将其完整编码区构建到大肠杆菌表达载体,获得高表达融合蛋白,进一步实验获得特异性和纯度非常高的纯化蛋白。本研究为进一步确定该蛋白的体外活性及生物学功能奠定了坚实基础。隋炯明等利用RT - PCR扩增马铃薯卷叶病毒(PLRV)外壳蛋白(CP)基因(PLRV- CP),以pBAD/Thio - TOPO为起始载体,构建了PLRV- CP基因的原核表达载体pBAD - LRCP。为利用重组CP作抗原大量制备PLRV抗血清奠定了基础。牛继平等‘361通过生物信息学分析方法预测3个糖基转移酶 cDNA编码的酶蛋白结构和特性。张洪伟等据马铃薯的EST序列信息设计特异性引物,并通过RT - PCR和RACE技术获得了一条全长为729 bp的Dirigent.基因cDNA序列,命名为StDIR1;组织特异性分析表明,该基因在马铃薯根组织中表达量最高,而在茎、叶、花以及块茎组织中的表达量偏低,首次表明StDlR1基因与马铃薯对致病疫霉的侵染应答具有相关性。胡朝阳等马铃薯中克隆CHS的cDNA全长序列,并分析其组织表达水平以及诱导剂处理后基因的表达与花青素含量积累之间的关系。游录鹏等用PCR的方法从20个高抗晚疫病的马铃薯栽培种和20个高感晚疫病的马铃薯栽培种以及7个马铃薯野生种中克隆了Rpi - bib2基因的LRR区段。通过分析,发现Rpi - blb2的LRR区域在核酸水平上变异程度很高,而且存在多处热点突变位点;同时,从核酸水平来看,Rpi - blb2基因的LRR区域在马铃薯栽培种和马铃薯野生种之间没有发现明显的分化。

 王  芳1,2,3(1.青海省农林科学院生物技术研究所;2.教育部青藏高原生物技术重点实验室;  3.青海省高原作物种质资源创新与利用重点实验室)

(作者:佚名编辑:admin)

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