摘要：马铃薯紫顶病(potato purple top, PPT)是近年来发生在马铃薯上的一种植原体新病害,对中国西南地区马铃薯主栽品种‘合作88’的影响逐年加重。本研究以‘合作88’自交F2代分离群体为材料,通过田间抗性调查,发现50个分离群体单株对PPT的抗性发生分离。取极端分离的两个群体各3个单株,利用Illumina二代测序技术进行全基因重测序、组装和注释,随后用比较基因组学和基于Perl语言的SSR搜寻软件MISA,高通量开发了298个和PPT抗性连锁的SSRs标记。为了进一步证实SSRs的可靠性,随机挑选了位于不同染色体上的9个SSR位点进行引物设计、PCR扩增及电泳检测,发现9对引物在两个分离群体中共扩增出43个等位位点,其中多态性等位位点有32个;最后通过UPGMA聚类分析发现,9对SSR引物在遗传相似性0.67时,可以清楚地把两个极端分离群体区分开来。本研究可为在马铃薯四倍体全基因组水平上大规模开发群体多态性SSR分子标记以及为准确定位重要农艺性状紧密连锁的功能基因提供一种高效和可行的分析方法。

摘要：病毒病是马铃薯生产中的主要病害之一,侵染马铃薯的病毒中,影响较为严重和发生较为普遍是卷叶病毒(potato leaf roll virus,PLRV)引起的卷叶病。本研究通过田间性状调查得到50株马铃薯‘合作88’自交F2代抗PLRV性状分离群体,首先利用DAS-ELISA明确侵染病毒的类型,随机选取5株抗病群体和5株感病群体,通过Illumina 2X覆盖度重测序,随后以马铃薯双单倍体DM为参考基因组进行单倍体组装和注释。通过基于Perl语言下的MISA程序进行全基因组SSR挖掘和比对,共筛选出277个与抗卷叶病相关的特异性SSR标记;接下来随机选取180个SSR标记并设计引物,PCR扩增后通过LabChip GX Touch检测得到232个等位位点,其中多态性位点152个,基于Minimum-Evolution的聚类分析发现,在遗传相似性系数为0.80时,能把抗PLRV两个性状分离群体区分。利用JoinMap 4.0构建了‘合作88’抗PLRV连锁的遗传图谱;遗传图谱共包含8个连锁群,总长度为2684.3 cM,标记间平均距离11.57 cM。最后用TetraploidMap检测到5个与抗卷叶病相关的QTL,其遗传贡献率分别为4.31%、8.70%、10.89%、13.52%、7.82%。基于mapping的单倍体测序数据,5个QTL分别被定位于第Ⅹ号、Ⅲ号、Ⅰ号、Ⅷ号、Ⅸ号染色体。本研究可为高通量开发马铃薯抗卷叶病分子标记提供技术参考,也可为精细定位马铃薯优良性状相关基因提供理论依据。

摘要：马铃薯晚疫病菌(Phytophthora inibstans)能侵染多种茄科植物,它引起的马铃薯晚疫病,是马铃薯生产中创第一大病害。为了开发能在田间快速检测马铃薯晚疫病病原的方法,利用*** T30-4基因组测序数据的contig 1.18131,设计qPCR和LAMP引物,优化扩增条件后得到引物的特异性和灵敏度,最后通过检测田间收获薯块,比较形态学传统方法、qPCR及LAMP的差异。特异性检测结果发现,qPCR和LAMP仅在含有*** DNA模板鸽体系有阳性扩增,在寄主和其他微生物DNA中均无扩增;在优化的条件下,qPCR和LAMP的检测下限可达1×lO^6ng/μL,在有寄主和其他微生物DNA存在的条件下,引物的灵敏度没有显著差异。利用两种快速方法对在大理、丽江及昆明3个地区田间收获薯块上检测发现,qPCR和LAMP方法得到的检出率差异极为不显著(P=0.420),两种快速检测方法和形态学鉴定方法检出率差异极显著(P=0.009)□在大理、丽江及昆明3个地区的薯块中,两种分子检测方法检出率均比形态学方法高。其中,qPCR检测方法比形态学方法分别提高了12.00%、2.00%、8.70%;LAMP检测方法比形态学方法分别提高了11.30%,2.00%、8.70%。

摘要：马铃薯是全球最重要的非谷物类粮食作物。杂交马铃薯育种,即将马铃薯由四倍体无性繁殖作物改造成二倍体种子作物,已经成为马铃薯领域的研究热点。过去十多年来,以二倍体为主要研究对象的马铃薯基因组学快速发展,进一步促进了马铃薯育种技术的变革。本文系统梳理了马铃薯基因组学发展的历程,以及基因组学研究如何助力解决杂交马铃薯育种的两个难题——自交不亲和与自交衰退,并推动马铃薯基因组设计育种体系的构建,使马铃薯育种迈向4.0时代。

摘要：作物驯化是将野生植物驯化繁殖为栽培作物,本质是通过人工选择有目的地保留基因组的遗传变异信息.驯化在人类农耕文明的起源和演变过程中发挥了重要作用,推动了人类文明的持续发展和社会的快速进步,其中多倍化是作物驯化和改良的重要方向.相较于二倍体祖先物种而言,多倍体作物往往具有明显的表型优势,生物量与经济产量会相对较高,具有更强的抗性和更广的环境适应性.小麦(Triticum aestivum L.)、棉花(Gossypium spp.)、甘蓝型油菜(Brassica napus L.)和马铃薯(Solanum tuberosum L.)等重要农作物经历了漫长的进化历程,是多倍化和驯化的综合产物.多倍体作物的进化、驯化历程以及重要农艺性状形成的分子机制一直是作物遗传育种领域关注的重大科学问题,对作物的分子设计育种和农业可持续发展具有重要意义.

摘要：合成生物学是汇聚了工程学和生物学的新兴交叉学科,近年来逐步在植物研究领域中显现其重要作用。利用合成生物学技术不仅可以对作物的产量及营养品质性状进行精准的改良和优化,还有望将植物改造成高价值的植物天然产物生产工厂满足人们更多的需求。本文从DNA合成与组装、植物基因编辑技术、核和质体遗传转化体系以及染色体工程等方面介绍了在植物中广泛应用的合成生物学技术。阐述了利用合成生物学开展多样化生物传感器设计、作物产量优化、营养品质强化、植物天然产物与蛋白高效合成等方面的最新研究进展。最后讨论了目前植物合成生物学所面临的问题以及今后的发展趋势。相信经过新一轮的快速发展,植物合成生物学将在未来农作物育种中发挥越来越重要的作用。