馬鈴薯種質資源遺傳多樣性研究進展

祁馳恒 曾鈺婷 許娟妮 尼瑪卓嘎

摘要 ? ?近年來，對馬鈴薯種質資源的研究越來越重視，馬鈴薯種質資源遺傳多樣性的研究報道較多。本文綜述了形態學水平、細胞生化水平及DNA分子標記水平馬鈴薯遺傳多樣性研究進展，以期為馬鈴薯種質資源的評價與利用提供參考。

關鍵詞 ? ?馬鈴薯;種質資源;遺傳多樣性

中圖分類號 ? ?S532 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）12-0083-01 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

馬鈴薯是世界第三大糧食作物，也是中國第四大糧食作物，是糧菜兼用和工業原料作物，且營養全面，適應性強，豐產性好，營養豐富，經濟效益高[1]。種質資源是品種改良和育種工作的物質基礎。目前，全世界保存了約65 000份馬鈴薯種質資源，其中中國保存有5 000余份，研究和評價馬鈴薯種質資源的遺傳多樣性，對馬鈴薯品種的改良、種質資源創新和利用具有重要意義[2]。本文從形態特征、細胞生化及DNA分子等不同水平對馬鈴薯種質資源遺傳多樣性分析進行了綜述，以期為開展馬鈴薯種質資源的評價、鑒定及利用等提供參考。

1 ? ?形態學水平的研究

形態學多樣性分析基于表型性狀進行分析，表型性狀具有直觀、測量簡單且經濟方便等特點，長期以來都是作物種質資源分類、評價、鑒定和育種后代選擇及遺傳多樣性研究最基礎的標記方法[3]。葉玉珍[4]對24份馬鈴薯種質資源的13個質量性狀和12個數量性狀進行了研究，結果表明，供試材料遺傳多樣性水平較高，聚類分析將其分為高產高株型、中產中株型、低產中株型和低產低株型四大類。余 ?斌等[5]對引進的119份馬鈴薯材料的表型性狀進行分析，發現單株產量、商品率、干物質等經濟性狀可作為評價馬鈴薯種質資源的主要指標。楊 ?春等[2]對106份馬鈴薯種質資源的11個質量性狀和10個數量性狀進行遺傳多樣性分析，發現供試材料具有豐富的遺傳多樣性，并將106份種質資源分為中早熟低產型、中早熟高產型、中晚熟高產型、中晚熟低產型四大類。柴瑩[6]對315份馬鈴薯種質資源的21個形態特征及生物學特性的聚類分析顯示，馬鈴薯品種的遺傳背景比較狹窄。表型性狀容易受外界環境、人為因素影響，難以確定馬鈴薯品種的遺傳本質。

2 ? ?細胞、生化水平的研究

細胞、生化水平多樣性研究主要采用細胞學標記和同工酶分析。細胞學標記是對染色體結構和數目的變異進行分析，染色體結構變異包括染色體核型和帶型變異，染色體數目的變異包括染色體整倍性和非整倍性的變異。劉思泱[7]利用染色體壓片技術對6個彩色馬鈴薯品種的染色體核型進行分析，發現供試品種核型及染色體長度變異范圍有一定差異。李長青等[8]利用根尖染色體制片技術對馬鈴薯染色體核型進行了分析。楊通靜等[9]采用去壁低滲法對大西洋和費烏瑞它的核型進行分析。

同工酶分析方法和設備操作簡單，具有試樣需要量少、成本低、試驗所需時間短、分析靈敏度高、共顯性表達、能間接反映DNA水平的變化等優點。白艷菊等[10]研究表明，馬鈴薯葉片和芽的同工酶譜分辨力高，不同品種差異顯著，可作為品種鑒定可靠的依據。洪森榮等[11]利用過氧化物酶（POD）、酯酶（EST）、多酚氧化酶（PPO）同工酶對6份高山馬鈴薯品種的遺傳多樣性進行檢測，發現云南高山馬鈴薯和恩施高山馬鈴薯的遺傳分化較低。細胞學標記和同工酶在馬鈴薯種質資源遺傳多樣性的研究中應用得還比較少。

3 ? ?DNA分子水平的研究

近年來，利用分子標記技術研究馬鈴薯遺傳多樣性的研究報道較多，已經成為分析馬鈴薯遺傳多樣性的主要研究方法。張招娟等[12]利用99對SSR引物對19份福建省主栽品種進行遺傳多樣性分析，結果表明，供試材料具有較高的遺傳多樣性，聚類分析將所有材料分為5個類群。王 ?鵬等[13]利用篩選出的25對SSR引物對65份馬鈴薯品種的遺傳多樣性進分析，供試材料間的遺傳相似系數為0.60～0.93，遺傳差異相對較大，部分品種間親緣關系較遠。呂志華等[14]分別利用RSAP、SSR和SRAP對15份馬鈴薯種質進行遺傳多樣性分析，3種標記的聯合分析能更好地評估種質的遺傳多樣性和親緣關系。李芳弟等[15]利用篩選出的7對特異性引物分析了227份馬鈴薯雜交后代的遺傳多樣性，供試材料間的相似系數為0.54～1.00，顯示供試材料間遺傳差異較大、遺傳多樣性比較豐富。程永芳等[16]利用篩選出的12引物組合對54份馬鈴薯種質資源的遺傳多樣性進行分析，Shannon多樣性信息指數（I）為0.502 8±0.185 7，Nei′s基因多樣度指數（H）為0.335 5±0.148 1，平均每個位點上的觀察等位基因數（Na）為1.990 7±0.096 2，平均每個位點的有效等位基因數（Ne）為1.565 1±0.323 2，說明供試馬鈴薯品種間的遺傳多樣性相對豐富，遺傳差異較大。

4 ? ?展望

馬鈴薯具有豐富的種質資源，形態標記作為遺傳標記的組成成分，在種質資源多樣性研究中有不可替代的作用，主要對馬鈴薯質量性狀和數量性狀進行遺傳多樣性分析，與DNA分子標記技術成為分析馬鈴薯遺傳多樣性的主要研究手段。隨著高通量測序技術的發展，GBS技術作為第二代深度測序基礎上發展起來的簡化基因組測序技術，目前已經在多個物種進行了群體多樣性分析，具有更高的準確性和穩定性，在研究馬鈴薯遺傳多樣性時，應結合形態特征與分子生物技術進行更深入的研究。

5 ? ?參考文獻

[1] 程永芳，張明慧，鞏檑，等.馬鈴薯種質資源遺傳多樣性分析及雜交子代SRAP鑒定[J].分子植物育種，2015，13（8）：1757-1765.

[2] 楊春，齊海英.馬鈴薯種質資源表型性狀的遺傳多樣性分析[J].農學學報，2020，10（1）：13-21.

[3] 胡標林，萬勇，李霞，等.水稻核心種質表型性狀遺傳多樣性分析及綜合評價[J].作物學報，2012，38（5）：829-839.

[4] 葉玉珍.不同馬鈴薯種質資源的遺傳多樣性分析[J].南方農業學報，2017，48（11）：1930-1936.

[5] 余斌，楊宏羽，王麗，等.引進馬鈴薯種質資源在干旱半干旱區的表型性狀遺傳多樣性分析及綜合評價[J].作物學報，2018，44（1）：63-74.

[6] 柴瑩.馬鈴薯種質資源遺傳多樣性分析[D].張家口：河北北方學院，2019.

[7] 劉思泱.6個彩色馬鈴薯品種的核型及ISSR分析[D].呼和浩特：內蒙古農業大學，2010.

[8] 李長青，于肖夏，于卓，等.大西洋×隴薯6號雜種株系及親本的染色體核型分析[J].內蒙古農業大學學報（自然科學版），2013，34（2）：26-30.

[9] 楊通靜，陶剛，黃永會，等.大西洋和費烏瑞它馬鈴薯品種的核型分析[J].貴州農業科學，2012，40（5）：29-31.

[10] 白艷菊，李學湛，呂典秋，等.應用過氧化物同工酶（POD）鑒定馬鈴薯品種及純度的研究初報[J].雜糧作物，2005（6）：370-371.

[11] 洪森榮，張銘心，葉思雨，等.高山馬鈴薯種質資源遺傳多樣性的同工酶分析[J].浙江農業學報，2018，30（9）：1445-1453.

[12] 張招娟，鄧躍，黃瀧健，等.福建省馬鈴薯主栽品種SSR遺傳多樣性分析[J].分子植物育種，2019，17（22）：7420-7427.

[13] 王鵬，李芳弟，郭天順，等.SSR標記馬鈴薯育成品種的遺傳多樣性分析[J].中國馬鈴薯，2019，33（5）：257-266.

[14] 呂志華，郭華春.RSAP、SSR和SRAP分析馬鈴薯遺傳多樣性的應用比較[J].基因組學與應用生物學，2018，37（6）：2544-2550.

[15] 李芳弟，王鵬，竇俊煥，等.加工型馬鈴薯實生群體的SSR鑒定與遺傳多樣性分析[J].西北農林科技大學學報（自然科學版），2018，46（4）：49-60.

[16] 程永芳，張明慧，等.馬鈴薯種質資源遺傳多樣性分析及雜交子代SRAP鑒定[J].分子植物育種，2015，13（8）：1757-1765.