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彩色马铃薯色素相关基因定位研究

 彩色马铃薯色素相关基因定位研究

 

分别从二倍体水平和四倍体水平上开展彩色马铃薯的色素相关基因定位研究。

1.      彩色马铃薯色素相关基因QTL定位

研究筛选不同皮色和肉色的彩色马铃薯二倍体资源,通过杂交构建肉色分离群体。经表型评价,选择肉色由浅到深呈正态分布的群体G17-23。提取DNA提交公司进行GBS测序,开展色素相关基因的QTL定位研究,数据正在分析中。

1 筛选的不同颜色类型的彩色马铃薯种质

A,白皮红心;B,白皮紫心;C:白皮部分红心;D,紫皮紫心;E:红皮红心

 

2.      彩色马铃薯色素分离规律研究

  分别从二倍体水平和四倍体水平上开展彩色马铃薯的色素相关基因定位研究。研究筛选不同皮色和肉色的彩色马铃薯二倍体资源,通过杂交构建肉色分离群体。研究通过对7种彩色马铃薯杂交类型35个杂交组合后代的颜色分离分析、抗氧化活性测定,以及彩色马铃薯的色素含量与抗氧化活性的关系等研究,为彩色马铃薯高抗氧化活性新品种选育提供理论指导。研究发现用2个薯肉都有颜色的马铃薯品种作亲本比只用1个薯肉有颜色的马铃薯品种作亲本能产生更多高色素含量的后代。结果显示用高色素含量的彩色马铃薯品种作杂交亲本,选育高色素含量的彩色马铃薯新品种的机率更高。构建了肉色由浅到深呈正态分布的群体G17-23

2 红肉×红肉杂交后代的4种表型:红皮全红肉(RCR),红皮部分红肉(RPR),红皮白肉(RW)和白皮白肉(WW

 

3.      彩色马铃薯遗传多样性分析

 

研究利用SSR分子标记对30份彩色马铃薯种质资源进行遗传多样性研究。对研究结果进行聚类分析,将供试材料分成两大类群:类群I全部为普通栽培种,包括大多数彩色马铃薯品种和北美栽培面积较大的白色薯肉品种;类群II是不同来源的彩色马铃薯种质资源,包括二倍体原始栽培种,二倍体野生种和四部体安弟斯栽培亚种。从聚类关系看出,类群I中的彩色马铃薯品种间亲缘关系近,相似度高,彼此间不宜再用作杂交育种的亲本配对。而类群II不仅与类群I的彩色马铃薯品种关系较远,类群内的种质间的亲缘关系也较远。用类群I和类群II彼此进行杂交可以拓展彩色马铃薯遗传背景,提高彩色马铃薯新品种的选育效率。

3  30个彩色马铃薯品种的SSR聚类分析结果

 

4.      植物花青素合成关键酶基因在彩色马铃薯块茎中的表达分析

研究设计植物花青素合成途径关键酶基因的特异性引物,利用RT-PCR技术,在转录水平上检测花青素合成途径各关键酶基因在彩色马铃薯不同颜色块茎中的表达情况。从18个基因中筛选到类黄酮3’5’-羟化酶基因等5个基因的表达与块茎肉色显著相关。检测基因中有8个在马铃薯中未见报道,根据矮牵牛中报道的基因序列,找到马铃薯相应基因的同源序列,并经检测这些同源序列在彩色马铃薯块茎中都检测到表达产物,表明这些同源序列可能目的基因,结果为今后在马铃薯上分离克隆花青素合成途径关键酶基因奠定了基础。

 

4 引物P6在组合TZ521DNAcDNAPCR扩增结果

 

彩色马铃薯色素相关基因QTL定位研究受到国家自然科学基金彩色马铃薯块茎色素基因QTL定位及肉色表达机理解析31560411)和彩色马铃薯块茎肉色相关基因的分子定位研究30860153)资助