近日,內(nèi)蒙古大學馬鈴薯工程技術(shù)研究中心齊建建教授課題組在國際植物學知名學術(shù)期刊《植物學報》(Journal of Integrative Plant Biology)上刊發(fā)了“利用小孢子培養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)制用于馬鈴薯遺傳研究的新體系”(Developing a new model system for potato genetics by androgenesis)最新科研成果。該科研成果在馬鈴薯新種質(zhì)創(chuàng)新方面取得重要突破。
馬鈴薯是我國重要的菜糧兼用作物,也是自治區(qū)特色優(yōu)勢作物。廣泛栽培的馬鈴薯商業(yè)品種是基因組高度雜合的四倍體,遺傳分離復雜,且存在嚴重的自交衰退。缺乏合適的模式研究材料,是目前馬鈴薯功能基因遺傳定位與分離克隆工作面臨的主要難題。
該科研團隊以雜合二倍體馬鈴薯Solanum verrucosum為供體,通過小孢子誘導培養(yǎng)獲得23份再生材料。經(jīng)根尖染色體計數(shù)、流式細胞等方法鑒定,從中發(fā)現(xiàn)6份二倍體再生植株。多態(tài)性InDel(Insertion/Deletion, 插入/缺失)標記分析表明,這6份二倍體的理論純合度接近100%。
科研團隊對上述二倍體材料進行了為期兩年的表型評價(包括株型、自交親和性、實生種結(jié)籽率、結(jié)薯情況等),最終成功篩選出兩份表現(xiàn)優(yōu)良的二倍體SVA4和SVA32。全基因組重測序進一步證明SVA4和SVA32是完全純合的二倍體。此外,科研團隊還開發(fā)了基于重測序數(shù)據(jù)的再生植物材料純合度鑒定方法。與傳統(tǒng)的凝膠電泳相比,該方法可將遺傳位點檢測數(shù)量提高1000倍以上,并且可用于其他物種后代群體的純合度評估。
該研究創(chuàng)制的SVA4和SVA32具備了經(jīng)典模式植物純合、可自交、易于遺傳轉(zhuǎn)化等特點,豐富了馬鈴薯遺傳研究的材料類型。該科研團隊正在用上述材料進行馬鈴薯突變體庫創(chuàng)制工作,以期為我國馬鈴薯功能基因挖掘、品質(zhì)改良等提供技術(shù)支撐,推動自治區(qū)馬鈴薯基因組學研究和分子設(shè)計育種的快速發(fā)展。