利用野生种SOLANUM MALMEANUM的体细胞融合材料创制马铃薯抗寒种质资源

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rongcs
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马铃薯(Solanum tuberosum L.)在工农业生产中占据重要地位,但马铃薯栽培种容易遭受低温霜冻的威胁,因此有效利用野生种中的抗寒资源具有重要意义。体细胞杂交可以将野生种的优良性状转移到栽培种中,为了利用体细胞杂种进行资源创制并探究其遗传规律,本研究以实验室前期获得的体细胞杂种作为研究材料,系统地评价了体细胞杂种的抗寒性、倍性和农艺性状,并与栽培种回交创制了具有野生种S.malmeanum血缘的抗寒资源,主要研究结果如下:1.对44份体细胞杂种株系(S.tuberosum cv.AC142+S.malmeanum acc.MLM266-2)进行倍性鉴定,鉴定结果表明其中七倍体株系2份,六倍体株系25份,五倍体株系6份,四倍体株系4份,非整倍体株系6份。然后进行农艺性状统计和抗寒性鉴定,发现其中41个株系长势良好,多数农艺性状变化范围较大。体细胞杂种直接抗寒能力分布范围为-3.56℃~-1.97℃,其中39份直接抗寒能力分布在栽培种融合亲本AC142(-2.38℃)和野生种融合亲本MLM266-2(-5.1℃)之间,5份高于栽培种融合亲本AC142;体细胞杂种驯化能力在0.15℃~4.19℃之间,其中有8份低于AC142(0.74℃),有1份高于MLM266-2(2.97℃),32份分布在两融合亲本之间,占总数的72.73%。结合农艺性状与抗寒性,选取M+A2-1、M+A17-1、M+A18-1等抗寒性较强且农艺性状较优良的9个体细胞杂种与栽培种构建了44个回交组合,杂交效率分析发现体细胞杂种中M+A18-1、M+A59-1作为母本具有较高的杂交能力,成功率分别为69.81%、58.73%;同时发现华薯1号和华薯11号作父本具有较高的杂交效率,为马铃薯资源创制提供材料基础。2.为对回交后代抗寒性和农艺性状进一步探究,分别对BC1代中FT069、FT070和FT071三个组合进一步研究。对BC1进行倍性鉴定,结果表明FT069组合后代倍性分布范围较广,包括四倍体、五倍体、六倍体及非整倍体,其中数量最多的为五倍体,占比31.58%;FT070组合中包括3个四倍体、7个五倍体、5个六倍体和8个非整倍体;FT071组合中以非整倍体居多,占比50%,还包括1个四倍体、6个五倍体和6个六倍体;随后对3个BC1组合后代进行农艺性状统计和抗寒性鉴定,结果显示BC1后代在株形、花色、花药、薯色等方面发生了性状分离,整体上株高、薯形、产量得到了一定程度的改善,但结薯习性需要进一步改良。在抗寒能力方面,三个回交组合后代出现了明显的抗感分离,-3℃低温处理后,FT069组合的40个后代中有15个相对电导率低于母本M+A17-1,7份相对电导率高于父本Redsen;FT070组合19个材料中有5个相对电导率低于母本M+A17-1,5个高于父本Adirondack;FT071组合26个材料中有6个相对电导率低于母本M+A2-1,有5个高于父本393160-4。驯化抗性方面3个组合驯化抗寒能力得到一定程度加强,抗感分离也更加明显。根据农艺性状与抗寒鉴定结果筛选出FT069-32、FT070-1、FT070-23、FT071-21、FT071-22、FT071-40共6个优良单株与栽培种回交构建BC2,杂交效率分析发现栽培种华薯1号作为父本与BC1授粉成功率高。3.对FT070-23×华薯1号、FT071-22×华恩1号、FT071-22×华薯13号三个组合的后代分别命名为FT120、FT121、FT122。对BC2代进行抗寒性鉴定,结果显示BC2代抗寒能力出现了分离,FT120组合中有4份材料抗寒能力强于母本FT070-23,12份材料介于两亲本之间,另外27份材料低于父本华薯1号;FT121组合中有1份材料抗寒能力强于母本FT071-22,5份材料低于父本华恩1号;FT122组合中有8份材料抗寒能力强于母本FT071-22,32份材料低于父本华薯13号,另外9份材料介于两亲本之间。后续继续对抗性较强的材料进行农艺性状的观察统计,以期筛选出综合性状优良的育种材料。
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