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JIPB | 內(nèi)蒙古大學(xué)齊建建教授團隊創(chuàng)造出二倍體馬鈴薯新種質(zhì)
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，遺傳分離極其復(fù)雜，且存在嚴(yán)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(fā)表了內(nèi)蒙古大學(xué)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(yǎng)創(chuàng)制了自交親和、100%純合的二倍體馬鈴薯新種質(zhì)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(chuàng)制工作奠定了基礎(chǔ)。
自交親和、純合二倍體馬鈴薯SVA4和SVA32的創(chuàng)制與鑒定
（A）11種小孢子誘導(dǎo)培養(yǎng)基激素組分與植株再生統(tǒng)計；（B）由胚狀體和愈傷組織誘導(dǎo)獲得再生植株；（C）流式細(xì)胞法（左）和根尖染色體計數(shù)（右）鑒定再生植株倍性；（D）SVA4與SVA32表型；（E）全基因組重測序鑒定SVA4與SVA32純合度；（F）供體PI275256中雜合SNP窗口的頻數(shù)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(dǎo)培養(yǎng)基，獲得23份再生材料。結(jié)合根尖染色體計數(shù)、流式細(xì)胞法等對再生植株進行倍性鑒定，發(fā)現(xiàn)其中6份為二倍體、17份為一倍體。利用22對多態(tài)性InDel標(biāo)記進行純合度分析，發(fā)現(xiàn)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(jié)實率、結(jié)薯情況等），終成功篩選出兩份表現(xiàn)優(yōu)良的二倍體SVA4和SVA32，二者具備了經(jīng)典模式植物純合、可自交、易于遺傳轉(zhuǎn)化等特點。本文通過全基因組重測序獲得了更為準(zhǔn)確的SNP基因型數(shù)據(jù)，分析結(jié)果進一步證明SVA4和SVA32是*純合的二倍體材料。
此外，該研究還開發(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SSR、InDel等分子標(biāo)記體系相比，該方法可將遺傳位點檢測數(shù)量提高1000倍以上。這種方法也可用于其他物種后代群體的純合度評估。
內(nèi)蒙古大學(xué)馬鈴薯工程技術(shù)研究中心青年教師杜密茹和團隊已畢業(yè)碩士生王婷為論文共同作者，齊建建教授為論文通訊作者。中國農(nóng)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幫助。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、內(nèi)蒙古自治區(qū)杰出青年培育基金等項目資助。
JIPB面向全qiu，刊發(fā)整合植物生物學(xué)研究的重要創(chuàng)新成果，包括宏觀和微觀領(lǐng)域有創(chuàng)新性的重要研究論文、特邀綜述、突破性報道、新資源、新技術(shù)和評論性文章。2019年2年SCI 影響因子是4.885，位于植物學(xué)TOP7.3%，已連續(xù)8年處于SCI的Q1區(qū)。Scopus數(shù)據(jù)庫中CiteScore是8.1，位于 TOP4.2%。2019年，JIPB進入中國科學(xué)院期刊分區(qū)Q1區(qū)，并入選中國科技期刊卓yue行動計劃。