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国际马铃薯中心(CIP)引进种质资源表型评价

 国际马铃薯中心(CIP)引进种质资源表型评价

 

项目在云南对从CIP引进的300余份种质资源开展主要农艺性状评价,旨在从资源入手,解决中国马铃薯育种工作中资源匮乏,遗传背景狭窄的问题。通过对晚疫病抗性、成熟期和病毒病抗性的系统评价,筛选适宜云南种植的种质资源,纳入云南省马铃薯育种体系,选育马铃薯新品种和亲本材料。

在表型评价的基础上结合GWAS分析与抗晚疫病相关联的基因,筛选抗晚疫病分子标记;利用分子标记辅助选择,选择含有抗病毒分子标记的材料。

(1)   抗晚疫病资源表型评价

晚疫病是严重危害云南省马铃薯生产的第一大病害。我所从CIP引进一批包括安弟斯亚种、B3群体和抗病毒群体等种质资源。通过在云南省晚疫病高发地区连续开展抗晚疫病表型评价,筛选出高抗晚疫病的资源。初步研究结果表明B3群体中高抗晚疫病的材料最多,但也有部分不抗病,说明有的材料抗性不稳定,云南的病原菌与南美洲有差异;抗病毒病材料易感晚疫病,但其中有少数材料也高抗晚疫病,这些具抗病毒病又抗晚疫病的材料将是云南品种筛选中的重点关注对象。项目连续两年的评价表明种质资源的晚疫病抗性表现稳定(图1)。研究通过对这些种质进行简化基因组测序,开展基因组和表型的GWAS分析,挖掘抗晚疫病相关的基因,工作正在进行中。

1 2015-2016年田间晚疫病抗性评价

(2)   抗病毒资源评价

马铃薯病毒等病害积累引起的种薯退化是导致产量下降的重要原因之。通过在云南省马铃薯冬作产区为期三年的试验,对CIP资源开展抗病毒评价,结合田间病症观测、病毒含量检测和产量变化数据,筛选高抗病毒病材料。图2所示为不同材料感染四种病毒的情况:结果有6个品种零感染,说明这些品种具有很强的抗病毒病能力,可作为抗病毒资源重点关注对象。随着病毒病的累积,大部分品种的产量呈下降趋势。但少数品种的产量有小幅增加,极少数的品种显著或极显著增加。在此基础上,利用分子标记筛选含有抗病毒分子标记的材料,挖掘新的抗病毒基因,工作正在进行中。

2  ELLSA-DAS检测马铃薯四种病毒病PVXPVYPLRVPVSCIP资源中的感染频率热图

 

(3)   成熟期评价和早熟性品种筛选

通过对CIP资源连续两年评价,分析不同时间收获的马铃薯在数量和重量上的变化。利用ANOVALSD分析,检测这些材料的熟期,结合第一次收获商品薯重量数据,筛选熟期早、产量高以及稳定性好的资源。初步分析结果表明,在两年的评价中C102C115C119C124C98D9D144D147都表现为早熟,其中D9D144D147在第一次收获时商品薯的重量都超过2.5kg;而C102C115C119C124C982016年第一次收获时商品薯重量超过2.5kg,在2017年中超过2.0kg。这些资源可作为早熟高产的候选材料(图3)。

3 2016-2017成熟期评价

本研究得到国际合作项目“Accelerating the Development of Early-Maturing -Agile Potato for Food Security through a Trait Observation and Discovery Network”2015-2017),国家自然基金地区项目马铃薯B3群体高密度SNP图谱构建与晚疫病抗性的全基因组关联分析2018-2021)和云南省农业基础联合基金重点项目马铃薯晚疫病水平抗性群体全基因组关联分析2017-2020)的资助。