马铃薯耐盐性状的QTL定位与分析

In recent years, the degree of saline-alkalized cultivated land has increased, which impact on agricultural production and sustainable use of land resource, even threatening food security in our country. Potato (Solanum tuberosum L.) is the fourth largest crop in China and sensitive to saline-alkaline. Genetic improvement of potato could make it grow in saline field. At that time, potato will make an important contribution to food security. This program is based on the salt-tolerance variety and F1 population. Three aspects of the study will be carried out: (1) Construction of the high-density genetic linkage map of salt-tolerance related genetic block. (2) QTL mapping of salt-tolerance trait. (3) Screening candidate gene and functional verification. Moreover, the clarifying of molecular mechanisms of slat-tolerance in potato can provide us theoretical basis for increasing the adaptability in salt stress.

近年来我国耕地盐碱化程度加剧，日益影响农业生产和土地资源的可持续利用，甚至威胁到我国的粮食安全。马铃薯是我国第四大粮食作物，而且是一种对盐敏感的作物，通过遗传改良提高马铃薯的耐盐性，使其能在盐碱地种植，将为保障我国粮食安全做出重要贡献。因此，本研究基于项目组前期筛选获得的四倍体马铃薯耐盐极端材料及构建的耐盐分离群体，主要开展以下三方面的研究：（1）马铃薯耐盐遗传区段高密度遗传连锁图谱的构建，（2）耐盐性状的QTL定位，（3）耐盐候选基因的筛选与功能验证。项目的实施，将为揭示马铃薯耐盐机理，提高马铃薯对盐胁迫的适应性奠定理论基础。

土壤盐渍化已成为世人关注的全球性问题。原有耕地盐渍化和次生盐渍化的加重，导致粮食安全面临严峻挑战。随着国家马铃薯主食化战略的提出及在其他粮食作物种植面积稳定、单产提高空间不大的国情下，如能利用我国广袤盐渍化或次生盐渍化土地生产马铃薯，对粮食生产安全具有重要意义。.本研究以四倍体栽培种马铃薯为研究材料，围绕马铃薯盐胁迫应答响应关键基因开展研究工作。确定耐盐筛选适宜浓度为100mmol/L。建立马铃薯耐盐离体鉴定方法，采用隶属函数和聚类分析的方法进行耐盐性鉴定，综合评价得到极端耐盐材料为陇薯5号和LZ111，极端盐敏感材料为青薯9号、陇薯8号、中薯14号和04P48-3；源自北方一作区的种质耐盐性较好。探究盐胁迫对马铃薯生理生化指标的影响，结果表明：陇薯5号的POD和SOD活性与对照差异显著，而青薯9号没有显著差异；青薯9号的CAT活性显著降低，而陇薯5号与对照没有显著差异；可溶性蛋白和可溶性糖对盐胁迫的响应时间早于PRO；陇薯5号外排Na+，稳定K+和吸收Ca2+，青薯9号明显排K+；根据生理指标的隶属函数，陇薯5号的耐盐性高于青薯9号。因此，抗氧化及渗透物质和离子调节可能是两种基因型间产生耐盐差异的主要途径。提出马铃薯中可能的存在转录因子、MAPK信号途径、氧化磷酸化、离子转运和钙信号途径的耐盐分子机制，并筛选了20个耐盐关键基因。qPCR检测11个DEGs的表达模式和RNA-Seq分析结果一致，证实了RNA-Seq结果的可靠性。本研究将为揭示马铃薯耐盐机制、创新马铃薯耐盐新种质奠定基础。