【摘 要】
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花青素具有较高的营养价值,彩色马铃薯中花青素含量是普通马铃薯的3～4倍,但是有关马铃薯中花青素生物合成相关转录因子及其调控的分子机制尚不明确。随着我国马铃薯育成品种的不断增加,快速准确鉴别马铃薯品种变得格外重要。本研究以来自国际马铃薯研究中心（CIP）、中国农业科学院蔬菜花卉所、河北北方学院旱作农业研究中心等马铃薯选育单位的26份马铃薯为试验材料,利用形态学标记和分子标记的方法进行分析,并根据分子
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花青素具有较高的营养价值,彩色马铃薯中花青素含量是普通马铃薯的3～4倍,但是有关马铃薯中花青素生物合成相关转录因子及其调控的分子机制尚不明确。随着我国马铃薯育成品种的不断增加,快速准确鉴别马铃薯品种变得格外重要。本研究以来自国际马铃薯研究中心（CIP）、中国农业科学院蔬菜花卉所、河北北方学院旱作农业研究中心等马铃薯选育单位的26份马铃薯为试验材料,利用形态学标记和分子标记的方法进行分析,并根据分子标记鉴定结果,在不同类群中挑选出3份马铃薯材料（夏坡蒂、万紫千红、2014-89-61）进行花青素合成相关的转录组-代谢组研究,明确马铃薯花青素生物合成相关的调控网络,确定调控花青素积累的相关基因与代谢物,以期为马铃薯的品种鉴定和彩色马铃薯的分子育种提供理论依据。结果如下:1、本试验根据马铃薯19个田间表型性状进行聚类分析,将26份马铃薯材料在欧式距离20处分为三个类群,第Ⅰ类包括2份材料;第Ⅱ类包括11份材料;第Ⅲ类包括13份材料。结果表明表型性状聚类分析可以较为准确地区分具有显著形态差异的马铃薯材料。2、本试验利用30对多态性好,条带清晰的SSR引物对26份马铃薯材料进行聚类分析,在遗传相似系数为0.55处将供试材料分为六个类群。第Ⅰ类包括1份材料;第Ⅱ类包括1份材料;第Ⅲ类包括1份材料;第Ⅳ类包括5份材料;第Ⅴ类包括1份材料;第Ⅵ类包括17份材料。30对SSR引物共扩增出305个等位位点,其中多态性位点298个,多态性比率97.7%,平均每对引物扩增10.2个等位位点,9.9个多态性位点。30对SSR引物扩增出的等位位点在3～31个之间,多态性位点在1～31个之间,多态性比率在33.3～100%之间。本试验利用2对核心引物（STI029和S180）构建DNA指纹图谱,可对26份马铃薯材料进行区分。26份马铃薯材料间的遗传距离范围在0.1398～0.6513,各材料间的遗传背景差距明显,其中7份材料具有普通栽培种（T/β）细胞质类型,18份材料具有野生种（W/α、W/β、W/γ）细胞质类型。3、本试验利用超高效液相色谱串联质谱和高通量RNA测序的技术对2014-89-61（61）、万紫千红（WZQH）和夏坡蒂（XPD）3份马铃薯材料进行花青素生物合成途径进行转录组和代谢组分析。在WZQH vs 61、XPD vs 61、XPD vs WZQH 3个比较组中,分别检测出4680、13169、12576个差异表达基因,4、3、2种差异代谢物。3个比较组的差异基因在GO数据库中分别注释到了51、56、56种功能,并在分子功能注释中找到7个与花青素积累相关的GO条目。3个比较组分别有2389、7324、6970个差异基因注释在KOG数据库中。3个比较组的差异基因和差异代谢物在类黄酮生物合成、花青素生物合成、代谢途径、次级代谢产物的生物合成4个KEGG通路中显著富集。只有牵牛花色素3-O-葡萄糖（Petunidin 3-O-glucoside,ID pme3391）是3个比较组中共有的差异代谢物,说明牵牛花色素3-O-葡萄糖与马铃薯块茎中花青素含量密切相关。最终通过q RT-PCR结果与转录组数据库比对,确定了6个与花青素合成、代谢相关的候选基因,其中有3个MYB转录调控因子（gene-AN1、gene-LOC102581745、gene-LOC102603225）,1个b HLH转录调控因子（gene-LOC102592581）,1个F3’H结构基因（gene-AOMT3）,1个细胞色素P450结构基因（gene-LOC102586123）。
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