馬鈴薯是我國重要的菜糧兼用作物。廣泛栽培的馬鈴薯品種是基因組高度雜合的四倍體，遺傳分離極其複雜，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。
近日，JIPB在線發表了內蒙古大學齊建建教授團隊題為「Developing a new model system for potato genetics by androgenesis」的研究論文。該研究以野生二倍體馬鈴薯Solanum verrucosum為供體，通過小孢子培養創製了自交親和、100%純合的二倍體馬鈴薯新種質SVA4和SVA32，豐富了馬鈴薯遺傳研究的材料類型，也為下一步馬鈴薯突變體庫創製工作奠定了基礎。
自交親和、純合二倍體馬鈴薯SVA4和SVA32的創製與鑑定
（A）11種小孢子誘導培養基激素組分與植株再生統計；（B）由胚狀體和愈傷組織誘導獲得再生植株；（C）流式細胞法（左）和根尖染色體計數（右）鑑定再生植株倍性；（D）SVA4與SVA32表型；（E）全基因組重測序鑑定SVA4與SVA32純合度；（F）供體PI275256中雜合SNP窗口的頻數分布。
齊建建教授團隊以自交親和的雜合二倍體馬鈴薯S. verrucosum（PI275256）為供體，通過篩選11種不同成分的誘導培養基，獲得23份再生材料。結合根尖染色體計數、流式細胞法等對再生植株進行倍性鑑定，發現其中6份為二倍體、17份為一倍體。利用22對多態性InDel標記進行純合度分析，發現這6份二倍體的理論純合度接近100%。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、結實率、結薯情況等），最終成功篩選出兩份表現優良的二倍體SVA4和SVA32，二者具備了經典模式植物純合、可自交、易於遺傳轉化等特點。本文通過全基因組重測序獲得了更為精準的SNP基因型數據，分析結果進一步證明SVA4和SVA32是完全純合的二倍體材料。
此外，該研究還開發了基於重測序數據的再生植物材料純合度鑑定方法。與傳統的SSR、InDel等分子標記體系相比，該方法可將遺傳位點檢測數量提高1000倍以上。這種方法也可用於其他物種後代群體的純合度評估。
內蒙古大學馬鈴薯工程技術研究中心青年教師杜密茹和團隊已畢業碩士生王婷為論文共同第一作者，齊建建教授為論文通訊作者。中國農科院深圳基因組所練群和英國James Hutton Institute的Glenn Bryan教授也為本研究提供了極大的幫助。該研究得到了國家自然科學基金、內蒙古自治區傑出青年培育基金等項目資助。
Journal of Integrative Plant Biology（JIPB）是由中科學院主管、中國科學院植物研究所和中國植物學會共同主辦，Wiley出版的同行評審月刊。JIPB面向全球，刊發整合植物生物學研究的重要創新成果，包括宏觀和微觀領域有創新性的重要研究論文、特邀綜述、突破性報導、新資源、新技術和評論性文章。2019年2年SCI 影響因子是4.885，位於植物學TOP7.3%，已連續8年處於SCI的Q1區。Scopus資料庫中CiteScore是8.1，位於 TOP4.2%。2019年，JIPB進入中國科學院期刊分區Q1區，併入選中國科技期刊卓越行動計劃。
點擊「分享，點讚，在看」，讓好內容被更多人看到！