[00914884]马铃薯抗病资源创新与利用

马铃薯种间杂交困难，导致栽培种遗传背景狭窄，重要病害抗性改良困难。青枯病为细菌性病害，只在野生种中发现抗性，无有效途径将其转育到栽培种。晚疫病为卵菌病害，小种变异迅速，主效基因控制的抗性极易丧失，而持久抗性受微效多基因控制，分散于不同材料，选择困难，尚无可以利用的水平抗性亲本。该项目系统研究了马铃薯原生质体培养技术，建立了“五步法”原生质体培养技术体系，标准化了培养步骤，试验的可重复性和植株再生率得到显著提高。在该基础上，重点开展了马铃薯体细胞杂交技术研究，以原生质体融合在栽培种S.tuberosum中重组野生种S.chaceonse的青枯病抗性，创制了100多份体细胞杂种，筛选出32份抗青枯病种质资源。同时，系统进行了体细胞杂种的遗传学研究，首次发现马铃薯体细胞融合中核质基因重组的基本规律。体细胞杂种的倍性以双亲倍性之和最为稳定，表明双亲基因组的充分重组有利于杂种的遗传稳定。花粉母细胞减数分裂行为观察表明，染色体非正常分离是导致花粉发育异常的主要原因。体细胞杂种的遗传组成分析表明，马铃薯青枯病抗性由核基因控制，在S.chacoense中有三个遗传位点与抗性有关。采用混合花粉授粉技术，以轮回选择提高晚疫病水平抗性基因频率，改良国际马铃薯中心没有晚疫病主效抗性基因的群体B3C1，改良形成了晚疫病水平抗性基因型频率显著提高的B3C2群体，通过加入本地栽培种血缘，创制了抗性和综合性状显著改良的IB3C2群体。群体B3C2晚疫病抗病基因型和高抗基因型的比例分别提高了4.2和5.8个百分点，群体IB3C2晚疫病高抗和抗病基因型频率分别上升了5.1个百分点。同时，IB3C2群体的综合性状亦得到明显改进，生育期缩短，结薯集中。建立了目标性状和遗传背景选择相结合的马铃薯“前景+背景”轮回选择技术体系，采用312个AFLP多态性遗传位点标记检测，改良群体B3C2和IB3C2保留了亲本群体86%以上的遗传多态性。改良构建了2个具有广泛遗传背景的水平抗性群体，可持续提供和创新持续水平抗性亲本材料。该研究所创制的抗青枯病体细胞杂种和晚疫病水平抗性群体改良材料均已成功应用于马铃薯育种，获得了系列抗病品系，是抗青枯病育种和晚疫病水平抗性种质资源的重要突破。