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        7個馬鈴薯新品系的主要農(nóng)藝性狀與營養(yǎng)品質(zhì)及其細(xì)胞學(xué)和SSR分析

        2018-06-12 07:04:30張明飛于肖夏李曉宇郭云漢王殿清
        西北植物學(xué)報 2018年4期
        關(guān)鍵詞:黑美人隴薯親本

        張明飛,于 卓,于肖夏*,李曉宇,郭云漢,王殿清

        (1 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,呼和浩特 010019;2 呼和浩特市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,呼和浩特 010050)

        馬鈴薯是世界四大重要糧食作物之一[1-3],其塊莖富含淀粉、膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)及抗氧化物質(zhì)花青素和酚類等成分,營養(yǎng)價值高,素有“地下蘋果”之稱,且有一定的藥用價值[4-7]。近幾年來,中國逐漸意識到馬鈴薯在國民經(jīng)濟(jì)、糧食保障、生態(tài)安全和居民膳食營養(yǎng)中的重要作用,并不斷強化馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策支持,使得馬鈴薯種植面積呈擴(kuò)大趨勢,總產(chǎn)量明顯提高。但與美國、加拿大、荷蘭等馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化發(fā)達(dá)國家相比,中國馬鈴薯加工等專用品種數(shù)量嚴(yán)重不足。如荷蘭馬鈴薯加工等專用品種有200余種,分為鮮食型、淀粉型、全粉型、薯條和薯片及高花青素含量特色專用型等。而中國馬鈴薯生產(chǎn)和推廣應(yīng)用的品種多以鮮食菜用品種為主,用于加工薯條薯片、全粉和淀粉及彩色等特色馬鈴薯品種甚少[8]。在中國馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的驅(qū)動下,消費市場對加工專用型及彩色馬鈴薯等特色品種的需求量日益增大,選育加工專用型等馬鈴薯新品種實屬必要。

        為培育出抗病性和適應(yīng)性強、商品性能好、品質(zhì)性狀優(yōu)異且高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的馬鈴薯新品種,近幾年來我們依據(jù)生態(tài)型差異大、優(yōu)缺點互補的親本組配原則,用美國引進(jìn)的馬鈴薯材料YSP-4、AM-27和MIN-21與國內(nèi)育成的馬鈴薯品種‘隴薯7號’、‘黑美人’作親本,通過人工授粉雜交,獲得了3個雜交組合YSP-4×MIN-21、AM-27ב黑美人’、YSP-4ב隴薯7號’的F1代分離單株群體,并利用常規(guī)表型選擇與DNA分子鑒定相結(jié)合的方法,育成了綜合農(nóng)藝性狀表現(xiàn)突出的7個馬鈴薯雜種新品系NMS-A42、NMS-A187、NMS-A217、NMS-B53、NMS-B107、NMS-B327和NMS-C92。2015~2016年,分別在內(nèi)蒙古的呼和浩特市托克托縣古城鎮(zhèn)和赤峰市巴林左旗林東鎮(zhèn)兩地的馬鈴薯試驗基地,同時進(jìn)行了品比試驗和區(qū)域試驗,對照為當(dāng)?shù)刂髟云贩N‘克新1號’及雜交親本‘黑美人’和‘隴薯7號’。

        本試驗重點對這7個新品系的主要性狀(熟性、薯形、產(chǎn)量、營養(yǎng)品質(zhì))、育性和染色體配對構(gòu)型以及DNA水平的遺傳差異進(jìn)行分析,以期為下一步馬鈴薯新品種的育成登記和利用提供依據(jù)。

        1 材料和方法

        1.1 試驗材料

        試驗材料為優(yōu)良新品系NMS-A42、NMS-A187和NMS-A217及其親本YSP-4和MIN-21,新品系NMS-B53、NMS-B107和NMS-B327及其親本AM-27和‘黑美人’,新品系NMS-C92及其親本YSP-4和‘隴薯7號’,以親本材料作為對照。種薯由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)馬鈴薯遺傳育種研究所提供。

        1.2 試驗地概況及栽培管理方法

        試驗于2017年4~10月,在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物試驗場網(wǎng)棚內(nèi)及室內(nèi)進(jìn)行。試驗區(qū)年降水量400 mm左右,無霜期140 d。土壤質(zhì)地為沙壤質(zhì)土,pH 7.8,肥力中等。按不同品系隨機(jī)區(qū)組排列設(shè)計,種植方式為穴播起壟種植,種植深度約為12 cm,株距25 cm,行距90 cm。小區(qū)面積30 m2,每種材料3次重復(fù)。播種時施入0.09 kg/m2的馬鈴薯專用復(fù)合肥作基肥。出苗后生長期內(nèi)適時澆水,并依據(jù)長勢情況追施氮肥和鉀肥各0.03 kg/m2。在株高約15和30 cm時,分別中耕培土1次。

        1.3 PMCMⅠ染色體配對行為和花粉可育率觀測

        在現(xiàn)蕾期,上午10:00左右于網(wǎng)棚內(nèi)分別取7個馬鈴薯新品系及其雙親的幼小花蕾,放入卡諾液中,帶回室內(nèi)于4 ℃冰箱中固定24 h后,清水洗去花蕾表面的卡諾液后轉(zhuǎn)入70%乙醇中4 ℃保存?zhèn)溆谩V破瑫r,將花蕾中花粉母細(xì)胞擠在載玻片上,卡寶品紅溶液染色壓片[9]。用Olympus BX51顯微鏡在100倍油鏡下觀察、選取染色體分散好的細(xì)胞,觀察其染色體形態(tài)確定單價體、二價體、三價體和四價體類型,統(tǒng)計其染色體數(shù)目并照相,每種材料觀察細(xì)胞數(shù)150個以上(表1),各品系染色體構(gòu)型觀察統(tǒng)計參照李懋學(xué)等提出的方法[10]。

        在盛花期取各材料的花藥帶回室內(nèi),置于載玻片上用鑷子擠出花粉,1%醋酸洋紅染液染色,在10倍顯微鏡下觀察花粉粒形態(tài),每種材料觀察視野100個以上,分別統(tǒng)計可育和不育花粉粒數(shù)目?;ǚ劭捎?%)=(可育花粉??倲?shù)/觀察花粉??倲?shù))×100%。觀察標(biāo)準(zhǔn):花粉粒飽滿充實、染色深的為可育花粉,而花粉粒癟縮、著色淺或不著色的為不育花粉。

        1.4 塊莖性狀的觀測

        在馬鈴薯成熟期觀測生育期和熟性;收獲時,調(diào)查記錄各供試材料塊莖表現(xiàn)特征及產(chǎn)量性狀,包括單株結(jié)薯數(shù)和產(chǎn)量、商品薯率、結(jié)薯集中性、芽眼深淺度、表皮光滑度、薯形、皮色、肉色等,每種材料單株產(chǎn)量、結(jié)薯數(shù)和商品薯率均隨機(jī)取50個單株進(jìn)行測定,并計算其平均值。商品薯率用薯塊的不同重量表示,薯重<100 g記為小薯,100 g≤薯重≤150 g記為中薯,薯重>150 g記為大薯,商品薯率為單株大中薯數(shù)量占單株結(jié)薯總數(shù)的百分率,商品薯率=(單株大中薯數(shù)/單株結(jié)薯數(shù))×100%[11]。

        1.5 塊莖營養(yǎng)品質(zhì)性狀的測定

        在收獲后2周內(nèi),隨機(jī)選取各材料150 g以上的薯塊測定其塊莖淀粉、干物質(zhì)、蛋白質(zhì)、還原糖、維生素C含量及彩色馬鈴薯新品系的花青素含量。

        淀粉含量測定用碘-碘化鉀比色法[11],6次重復(fù)。干物質(zhì)含量測定采用烘干法,測量塊莖鮮重后,切片置于烘箱中105 ℃殺青30 min,60 ℃烘干72 h,至樣品恒定后測其干重,6次重復(fù),塊莖中干物質(zhì)含量(%)=(干重/鮮重)×100%。蛋白質(zhì)含量測定用雙縮脲法[11],5次重復(fù)。還原糖含量測定用3,5-二硝基水楊酸(DNS)比色法[12],6次重復(fù)。VC含量測定用紫外分光光度計法[13],7次重復(fù)?;ㄇ嗨睾繙y定采用pH示差比色法[14],6次重復(fù)。

        1.6 DNA提取與檢測

        在苗期,隨機(jī)取7個馬鈴薯雜種新品系及其親本的幼嫩葉片約1.5 g,用天根生化科技有限公司生產(chǎn)的植物基因組試劑盒提取DNA,1.7%瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA純度,用日本島津產(chǎn)UV-2401紫外分光光度計測定各材料DNA濃度后,稀釋至50 ng/μL,置-20 ℃冰箱中備用。

        1.7 SSR適宜引物篩選

        本試驗所用引物是從NCBI網(wǎng)站上公布的馬鈴薯SSR特異性引物中選取的,引物來源詳見參考文獻(xiàn)[15-16],由上海生工有限公司合成。以親本材料YSP-4、AM-27、‘隴薯7號’、‘黑美人’、MIN-21的基因組DNA為模板,進(jìn)行PCR擴(kuò)增,從55對引物中篩選條帶清晰、多態(tài)性豐富、重復(fù)性好的SSR特異性引物。

        1.8 SSR擴(kuò)增及檢測

        PCR擴(kuò)增體系:ddH2O 14.11 μL,dNTPs(0.225 mmol/L)1.4 μL,10×PCR buffer(含Mg2+)2.0 μL,上、下游引物各(0.5 μmol/L)0.7 μL,5U的TaqDNA聚合酶0.09 μL,模板DNA(50 ng/μL)1.0 μL。

        擴(kuò)增程序:94 ℃預(yù)變性5 min;94 ℃變性30 s,56 ℃退火45 s,72 ℃延伸90 s,重復(fù)5個循環(huán);94 ℃變性30 s,54 ℃退火45 s,72 ℃延伸90 s,重復(fù)35個循環(huán);72 ℃延伸10 min后4 ℃終止并低溫保存[17]。

        PCR擴(kuò)增產(chǎn)物用6%聚丙稀酰胺凝膠電泳檢測,對各引物擴(kuò)增出的SSR等位基因多態(tài)性條帶和總條帶數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計,計算多態(tài)性條帶百分率[18](percentage of polymorphic bands,P):P=(k/n)×100%,其中k為擴(kuò)增出的多態(tài)性條帶數(shù)目,n為擴(kuò)增出的總條帶數(shù)。

        1.9 數(shù)據(jù)處理

        采用Excel2007和SPSS22.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理統(tǒng)計及差異顯著性分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 新品系的PMCMⅠ染色體配對構(gòu)型和花粉育性

        由表1和圖1可知,7個新品系間的單價體頻率變幅為1.93~6.57,二價體變幅為7.6~15.54,三價體變幅為2.0~5.06,四價體變幅為1.63~4.26,與其親本間的PMCMⅠ染色體配對行為均有一定差別。各新品系NMS-A42、NMS-A187、NMS-A217、NMS-B53、NMS-B107、NMS-B327和NMS-C92的染色體配對構(gòu)型依次分別為2n=4x=48=6.57Ⅰ+9.66Ⅱ+5.06Ⅲ+1.74Ⅳ、2n=4x=48=5.38Ⅰ+8.98Ⅱ+4.63Ⅲ+2.69Ⅳ、2n=4x=48=4.05Ⅰ+ 15.54Ⅱ+2.12Ⅲ+1.63Ⅳ、2n=4x=48=4.55Ⅰ+12.12Ⅱ+2.39Ⅲ+3.01Ⅳ、2n=4x=48=1.93Ⅰ+11.52Ⅱ+2.0Ⅲ+4.26Ⅳ、2n=4x=48=4.37Ⅰ+9.97Ⅱ+3.19Ⅲ+3.53Ⅳ、2n=4x=48=6.08Ⅰ+7.6Ⅱ+3.4Ⅲ+4.13Ⅳ。

        各親本可育花粉率變幅為11.82%~81.38%(表1和圖2),其中以親本AM-27可育花粉率最低,僅為11.82%,其余親本材料可育花粉率均大于50%。各新品系可育花粉率變幅為48.82%~87.69%,可作為父本或母本材料進(jìn)一步雜交利用。

        進(jìn)一步對比各材料花粉育性與PMCMⅠ染色體配對構(gòu)型結(jié)果發(fā)現(xiàn),單價體和三價體頻率高的材料比二價體和四價體頻率高的材料花粉育性要低,如親本AM-27、雜種新品系NMS-A42等,這是造成可育花粉率高低的重要細(xì)胞遺傳學(xué)原因。

        2.2 新品系植株生育期及塊莖表型特征

        新品系塊莖表型特征如表2和圖3所示。各新品系結(jié)薯集中整齊、芽眼淺,僅表皮光滑度、薯形、薯塊皮色肉色等有一定的差別。

        5個親本中,‘黑美人’生育期最短(93 d),較早熟;‘隴薯7號’生育期最長(132 d),晚熟型;其余3個親本AM-27、YSP-4和MIN-21的生育期在100~105 d,為中熟型。新品系NMS-A42、NMS-A187、NMS-A217和NMS-B107的生育期分別為102、99、105和102 d,屬中熟類型;新品系NMS-B327生育期為85 d,屬中早熟類型;品系NMS-C92生育期為113 d,屬于中晚熟類型。

        3個新品系NMS-A42、NMS-A187和NMS-A217的薯形均接近其母本YSP-4,為長圓形。品系NMS-B53、NMS-B107和NMS-B327均為近圓形,與其母本AM-27相近。品系NMS-C92薯形為長橢圓形,呈雙親中間型。

        表1 各新品系及其親本的花粉可育率

        注:小寫和大寫字母分別表示在0.05和0.01水平存在顯著性差異;下同

        Note: The normal and capital letters show significant differences at 0.05 and 0.01 levels, respectively; The same as below

        A.NMS-A42;B.NMS-A187;C.NMS-A217;D.NMS-B53;E.NMS-B107;F.NMS-B327;G.NMS-C92;H.♂MIN-21;I.♀YSP-4;J.♂黑美人Heimeiren;K.♀AM-27;L.♂隴薯7號Longshu 7圖1 各新品系及其親本的PMCMⅠ染色體配對Fig.1 Chromosome configuration of the new strains and their parents at PMCMⅠ

        A.NMS-A42;B.NMS-A187;C.NMS-A217;D.NMS-B53;E.NMS-B107;F.NMS-B327;G.NMS-C92;H.♂MIN-21;I.♀YSP-4;J.♂黑美人Heimeiren;K.♀AM-27;L.♂隴薯7號Longshu 7圖2 各新品系及其親本花粉育性比較Fig.2 The pollen fertility of the new strains and their parents

        A.NMS-A42;B.NMS-A187;C.NMS-A217;D.NMS-B53;E.NMS-B107;F.NMS-B327;G.NMS-C92;H.♀YSP-4;I.♂MIN-21;J.♂黑美人Heimeiren;K.♀AM-27;L.♂隴薯7號Longshu 7圖3 各新品系及其親本的塊莖表觀特征比較Fig.3 The comparison of tuber phenotypic characteristic of the new strains and their parents

        材料Material表皮光滑度Epidermal smoothness薯形Tuber shape皮色Skin color薯肉色Tuber flesh colorNMS-A42細(xì)紋Fine grain長圓Long circle紅色Red淺黃色YellowishNMS-A187細(xì)紋Fine grain長橢圓Long oval黃色Yellow黃色YellowNMS-A217光滑Smooth長圓Long circle紅色Red白中嵌紅Red in whiteNMS-B53細(xì)紋Fine grain近圓形Roundish紅色Red淡黃色YellowishNMS-B107細(xì)紋Fine grain近圓形Roundish紫黑色Purple black紫色PurpleNMS-B327細(xì)紋Fine grain近圓形Roundish紫黑色Purple black紫中嵌白White in purpleNMS-C92粗紋Fine grain長橢圓Long oval灰白色Off white乳白色Milk white♀YSP-4光滑Smooth長圓Long circle淺粉色Light pink乳黃色Milk yellow♀AM-27細(xì)紋Fine grain圓Round黃色Yellow白色White♂黑美人Heimeiren光滑Smooth長橢圓Long oval紫色Purple 紫色White in purple♂隴薯7號Longshu 7細(xì)紋Fine grain橢圓Oval黃色Yellow黃色Yellow♂MIN-21細(xì)紋Fine grain近圓形Roundish紅色Red紅色Red

        親本YSP-4與MIN-21的塊莖皮色分別為淺粉色和紅色,薯肉色分別為乳黃色和紅色,其雜交新品系NMS-A42、NMS-A217薯皮顏色均為紅色,與其父本一致,但NMS-A42薯肉顏色卻與其母本相近;NMS-A187皮色為黃色,表現(xiàn)出與親本完全不同的表型性狀,薯肉顏色與其母本相近,為黃色。

        親本AM-27、‘黑美人’皮色分別為黃色和紫色,薯肉色分別為白色和紫色;新品系NMS-B107、NMS-B327皮色和肉色均與其父本相近,而NMS-B53皮色和肉色介于兩親本之間。新品系NMS-C92薯皮薯肉顏色不同于雙親,薯皮灰白色,薯肉呈乳白色。

        2.3 新品系產(chǎn)量性狀表現(xiàn)

        表3顯示,各新品系單株結(jié)薯數(shù)變幅在5.1~9.4個之間,其中新品系NMS-A42最多(9.4個),新品系NMS-B53最少(5.1個)。各新品系單株產(chǎn)量較高,均在1.0 kg以上,品系NMS-A42、NMS-A217、NMS-B327單株產(chǎn)量均顯著超過其各自親本,其中品系NMS-B327的單株產(chǎn)量最高(1.84 kg)。各新品系平均單株薯重變幅在122.79~227.75 g之間;新品系商品薯率較高,均在81.10%以上,其中NMS-B327商品薯率最高,為94.36%(表3)。

        2.4 新品系塊莖營養(yǎng)品質(zhì)性狀表現(xiàn)

        在馬鈴薯塊莖收獲2周內(nèi),對各新品系干物質(zhì)、淀粉、蛋白質(zhì)、還原糖、維生素C及花青素的含量測定結(jié)果如表4所示。

        7個新品系塊莖干物質(zhì)含量變幅為19.26%~24.15%,其中品系NMS-A42的干物質(zhì)含量達(dá)到了國家全粉加工型品種的標(biāo)準(zhǔn);新品系NMS-B53、NMS-B107、NMS-B327干物質(zhì)含量相近,分別為20.49%、20.45%和20.29%,且均顯著高于其父本‘黑美人’;新品系NMS-A187、NMS-A217、NMS-C92干物質(zhì)的含量均小于其各自親本。

        各新品系塊莖淀粉含量變幅在13.36%~18.72%之間,其中品系NMS-A42淀粉含量較高(18.72%),與其母本YSP-4接近;新品系NMS-B53、NMS-B107、NMS-B327淀粉含量均顯著高于其父本‘黑美人’。

        表3 各新品系及其親本的產(chǎn)量性狀比較

        表4 新品系及其親本塊莖各物質(zhì)含量

        各新品系塊莖蛋白質(zhì)含量變幅在0.98%~1.202%之間,其中新品系NMS-A217蛋白質(zhì)含量較高,為1.202%,顯著高于其余新品系。新品系鮮薯VC含量變幅為0.024 1~0.189 8 mg/g,其中品系NMS-A217 VC含量顯著高于其余6個新品系。

        各新品系還原糖含量均很低,變幅在0.016%~0.061%之間,其中新品系NMS-B327的含量相對較高,品系NMS-C92次之。

        花青素含量僅對彩色薯肉的新品系NMS-A42、NMS-A217、NMS-B107、NMS-B327及親本‘黑美人’、MIN-21進(jìn)行了測定,以品系NMS-B107的花青素含量最高(319.49 mg/kg),品系NMS-B327含量次之(100.22 mg/kg),且這2個新品系花青素含量均極顯著高于其親本,為彩薯新品系。

        2.5 新品系及其親本基因組DNA的SSR指紋特征

        由圖4,A可知,天根基因組試劑盒提取的7個馬鈴薯新品系及其親本基因組DNA,電泳條帶清晰、穩(wěn)定,純度很高,符合SSR標(biāo)記分析的要求。

        利用篩選出的3對SSR特異引物,對12個材料的基因組DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增,結(jié)果(表5和圖4,B~D)顯示,3對引物擴(kuò)增出SSR多態(tài)性位點穩(wěn)定,多態(tài)性高達(dá)84.62%以上。另外,每對引物擴(kuò)增的SSR指紋圖均能清晰地將7個馬鈴薯新品系及其親本區(qū)分開來,這為新品系的鑒定及其新品種育成登記提供了可靠的分子依據(jù)。

        3 討 論

        3.1 干物質(zhì)含量的差異

        品質(zhì)是馬鈴薯最重要的經(jīng)濟(jì)性狀,品質(zhì)的優(yōu)劣決定馬鈴薯加工產(chǎn)品的應(yīng)用價值和市場競爭力。根據(jù)馬鈴薯的最終用途與加工產(chǎn)品的不同,對其品質(zhì)需求也不盡相同。干物質(zhì)含量是加工型品種的重要品質(zhì)性狀,其高低關(guān)系到加工制品的質(zhì)量、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效果。金黎平等[19]研究表明基因累加作用對干物質(zhì)含量的改良極為重要,嚴(yán)鳳喜等[20]研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯塊莖干物質(zhì)含量在F1代與親本存在顯著正相關(guān)。所以在選育高干物質(zhì)含量的馬鈴薯加工型品種時,選擇干物質(zhì)含量高的親本材料尤為重要。本試驗選用干物質(zhì)含量較高的YSP-4、AM-27、MIN-21和‘隴薯7號’作為親本,選育出的新品系干物質(zhì)含量均在19.26%以上。其中雜交組合YSP-4×MIN-21中選育出的新品系NMS-A42干物質(zhì)含量高達(dá)24.15%,而同一雜交組合選育出的NMS-A187和NMS-A217的干物質(zhì)含量分別為19.87%和19.26%,干物質(zhì)含量出現(xiàn)較大的差異。另外,雜交組合YSP-4ב隴薯7號’選育出的NMS-C92的干物質(zhì)含量(19.65%)明顯低于其母本YSP-4(23.46%)和父本‘隴薯7號’(23.55%)的干物質(zhì)含量。這可能是遺傳的復(fù)雜性造成的差異,干物質(zhì)含量不僅受基因累加作用影響,可能還受微效多基因控制以及土壤、施肥、氣候等環(huán)境因素的影響,此點有待深入研究。

        表5 3對SSR特異性引物對馬鈴薯新品系及其親本的基因組DNA擴(kuò)增結(jié)果

        A.DNA purity test;B.S25;C.S118;D.S153;M1.DL100;M2.DL2000;1.♂MIN-21;2.NMS-A42;3.NMS-A187;4.NMS-A217;5.♀AM-27;6.♂黑美人Heimeiren;7.NMS-B53;8.NMS-B107;9.NMS-B327;10.♀YSP-4;11.♂隴薯7號Longshu 7;12.NMS-C92.圖4 7個馬鈴薯新品系及其親本基因組DNA純度檢測結(jié)果及用3對特異性引物PCR擴(kuò)增的SSR指紋圖Fig.4 The results of 7 new potato strains and parents DNA for purity and SSR fingerprints by 3 pairs of specific primers PCR amplified

        3.2 彩色馬鈴薯新品系間花青素成分及含量的差異

        彩色馬鈴薯簡稱彩薯,是人類獲得優(yōu)質(zhì)花青素色素的理想來源之一。已查明彩薯所含色素組分主要是具穩(wěn)定性和抗氧化活性的?;ㄇ嗨豙21-23],是一類水溶性天然色素,屬類黃酮化合物。有研究[24-25]表明在彩薯中有6種花青素最為常見,分別是天竺葵色素、矢車菊色素、飛燕草色素、芍藥花色素、矮牽?;ㄉ睾湾\葵色素及其衍生物。Lewis等[25]發(fā)現(xiàn)塊莖薯肉呈紫色的馬鈴薯富含矮牽牛色素和錦葵色素,而塊莖薯肉呈紅色馬鈴薯富含天竺葵色素和少量芍藥色素。Rodriguez-Saona等[26]研究發(fā)現(xiàn)紅色馬鈴薯材料主要花青素為天竺葵色素。Brown等[22]的研究也發(fā)現(xiàn)紅色馬鈴薯主要花青素為天竺葵色素,紫色馬鈴薯主要花青素為錦葵色素、矮牽牛色素、芍藥色素和飛燕草色素。已有研究[27]發(fā)現(xiàn)天竺葵色素呈現(xiàn)磚紅色,矢車菊素及芍藥花色素表現(xiàn)為紫紅色,而飛燕草素、矮牽牛色素及錦葵色素表現(xiàn)為藍(lán)紫色系。本試驗選育出的彩薯新品系NMS-B107和NMS-B327薯肉顏色為藍(lán)紫色系,其花青素主要成分是否為飛燕草素、矮牽牛色素及錦葵色素等,尚需進(jìn)一步試驗證明。

        另外,彩薯新品系NMS-B107塊莖花青素含量為319.49 mg/kg,極顯著高于其薯肉為紫色的父本‘黑美人’(94.54 mg/kg),由于母本AM-27塊莖薯肉為白色(不含花青素),該雜種新品系表現(xiàn)出的強超親優(yōu)勢,可能與雜交重組后的遺傳變異使得控制花青素合成積累的結(jié)構(gòu)基因和調(diào)控基因時空特異表達(dá)的相互作用有關(guān),有待今后深入研究,查明彩薯新品系NMS-107花青素含量表現(xiàn)出顯著超親優(yōu)勢的原因。

        3.3 小 結(jié)

        本試驗表明,從3個組合YSP-4×MIN-21、AM-27ב黑美人’和YSP-4ב隴薯7號’的雜種F1代分離群體中培育出的7個馬鈴薯新品系,其塊莖的薯形、熟性、單株產(chǎn)量、商品薯率及品質(zhì)性狀等綜合表現(xiàn)優(yōu)良。NMS-A42為高干物質(zhì)含量(24.15%)的全粉加工型新品系,NMS-B107為高花青素含量(319.49 mg/kg)新品系,NMS-B327為彩薯新品系,其余均為鮮食型新品系。NMS-B327為中早熟型品系,NMS-C92為晚熟型品系,其余均為中熟型品系。各新品系平均單株產(chǎn)量和商品薯率均較高,變幅分別為1.02~1.84 kg和81.10%~94.36%,以品系NMS-B327為最高。

        7個新品系花粉可育率變幅在48.82%~87.69%之間,品系NMS-A42最低,品系NMS-B107最高,它們均可作為父本或母本的中間材料用于進(jìn)一步雜交改良。查明了7個新品系NMS-A42、NMS-A187、NMS-A217、NMS-B53、NMS-B107、NMS-B327和NMS-C92的染色體配對構(gòu)型,依次分別為6.57Ⅰ+9.66Ⅱ+5.06Ⅲ+1.74Ⅳ、5.38Ⅰ+8.98Ⅱ+4.63Ⅲ+2.69Ⅳ、4.05Ⅰ+15.54Ⅱ+2.12Ⅲ+1.63Ⅳ、4.55Ⅰ+12.12Ⅱ+2.39Ⅲ+3.01Ⅳ、1.93Ⅰ+11.52Ⅱ+ 2.0Ⅲ+4.26Ⅳ、4.37Ⅰ+9.97Ⅱ+3.19Ⅲ+3.53Ⅳ和6.08Ⅰ+7.6Ⅱ+3.4Ⅲ+4.13Ⅳ。

        篩選出3對SSR特異引物S25、S118和S153,PCR擴(kuò)增構(gòu)建了7個新品系及其親本的SSR指紋圖。

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