马铃薯是仅次于水稻、小麦和玉米的世界第四大粮食作物。由于长期的无性繁殖,易引起病毒在马铃薯块茎中积累,导致种性退化,直接影响到马铃薯的生产和销售,而生产脱毒种薯是解决这一问题的主要途径。传统的脱毒种薯是利用脱毒试管苗先在隔离网室诱导微型薯,进而在隔离田间生产商品用种薯,但生产成本高成活率低,不足以满足目前的市场需求。马铃薯试管薯是组织培养条件下产生的微小块茎,因其无病毒、易储存且存活率高等优点,受到广泛的关注和利用。目前有关试管薯形成的报道主要集中于不同培养条件如光周期、温度、蔗糖等产生的影响,试管薯形成的遗传机理尚不太明确。由于马铃薯栽培种同源四倍体的遗传复杂性,研究者大多是选择降倍后的双单倍体马铃薯或近缘二倍体野生种作为研究对象,因此四倍体马铃薯的遗传研究进展缓慢,针对四倍体马铃薯试管薯的报道更为少见。本研究在前人的研究基础上,以其构建的四倍体马铃薯试管薯形成的遗传分离群体MT I为研究对象,对群体中各个基因型的试管薯形成相关的多种性状进一步鉴定与分析。并基于试管薯表型鉴定的结果,利用以BSA技术为基础的RNA-seq测序分析,比较结薯率差异显著的基因型组合间的转录组序列差异,从而开发与试管薯形成能力相关联的新标记。在原遗传连锁图谱和QTL定位结果的基础上,加入新开发的分子标记进一步QTL定位,期望缩小原有QTL区域,同时对其他与结薯相关的性状进行QTL分析,探索马铃薯试管薯形成的遗传基础。主要研究结果如下:1.马铃薯MT I群体(209个基因型)在长短日照(16 h和8 h光照)下试管薯形成相关的表型鉴定结果显示,试管薯初始形成一般在接种30 d之后,短日照条件下试管薯的初始形成时间普遍早于长日照条件,且平均结薯率与单薯重也优于长日照条件。短日照下形成试管薯与不形成的子代数分别为201和8,而长日照条件下形成试管薯与不形成的子代数分别为109和100,比例接近1:1,且这109个子代在短日照下也同样结薯。2.本研究利用基于BSA的RNA-seq测序分析,以群体试管薯的结薯率为目标性状,构建了2次极端池,通过对极端池中结薯率显著差异的组合之间的转录组测序数据比较分析,筛选出差异显著的SNP位点。选取了V号染色体上试管薯形成相关QTL MT05锚定区段间的47个显著差异SNP位点,并利用高分辨率熔解曲线对群体分型,最终筛选出了13个在群体中具有多态性的SNP标记在前人构建的遗传连锁图谱中进行定位。其中7个SNP标记定位到了双亲的V号染色体上,分别为父本5个及母本3个(包括1个被同时定位于双亲图谱的double-simplx标记)。3.对MT I群体试管薯形成相关表型与分子标记进行相关分析,显示在长短两种光周期下,与结薯率达到极显著相关(p<0.01)的标记分别3个和12个,与单薯重极显著相关的标记分别6个和10个,与初始结薯时间极显著相关的标记为4个和10个。其中2个标记同时与以上三种表型极显著性相关,5个标记与结薯率和单薯重极显著相关,3个标记与结薯率和初始结薯时间极显著相关,2个标记与单薯重和初始结薯时间极显著相关,这些相关标记主要分布于亲本的I、II、V、VI、IX、XI号染色体上。4.利用加密后的双亲图谱以及试管薯3种表型,共定位到10个与试管薯形成相关的QTL。其中与短日照下结薯率相关的有4个,分别为位于父本(E108)V号染色体上的MT0502(贡献率为10.665%)和IX号染色体上的MT0913(贡献率为7.364%)。以及在母本(E20)V号染色体上检测到的mt0502(贡献率为17.662%)和II号染色体上定位到的mt0203(贡献率为7.389%)。对于单薯重,也定位到4个QTL,其中2个与长日照下单薯重相关,分别为位于父本XI号染色体上的TW1113和母本II号染色体上的tw0224,对表型贡献率分别为6.413%和9.599%。2个与短日照下单薯重相关,分别为父本V号染色体上的TW0502与母本V号染色体上的tw0502,对表型贡献率分别为15.245%和9.058%。还检测到2个与短日照下初始结薯时间相关的QTL,为位于父本IX号染色体上的FT0934以及母本V号染色体上的ft0502。本研究对MT I群体试管薯表型进行了更详尽的鉴定,并通过极端表型组合间的转录组差异分析,开发了新的SNP分子标记,对原有的遗传连锁图谱进行了加密,且定位到10个与试管薯表型相关的QTL。经过与原有QTL定位结果的比较,我们发现双亲V号染色体上与短日照试管薯形成相关的QTL在两次定位结果中都是稳定存在的,虽然两次结果的峰值和置信区间有一定偏差,但QTL的效应趋势一致,进一步加强了在此区域中存在与试管薯形成相关基因的可能。此外,我们还发现上述3种试管薯形成表型定位到的QTL之间具有一定的重合性,从遗传的角度体现了这三个表型之间的紧密关联性,为进一步探究试管薯遗传机理提供了一些新的思路。