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本文对加拿大主要马铃薯品种的品质评价及向日葵雄性不育系CMS--GIG2的细胞学进行了研究。主要内容包括：
⑴加拿大主要马铃薯品种的品质评价。马铃薯种质资源是马铃薯育种及生物能源开发的物质基础，加强其评估有利于马铃薯品种的应用。淀粉粒大小、薯片颜色(chips color)和煮沸质地(boilingtexture)是马铃薯的重要品质参数。目前为止，马铃薯淀粉粒的变异程度还不是很清楚，我们通过对其14个种质资源进行淀粉粒大小的测定，结果显示品种间淀粉粒大小存在显著差异。淀粉粒的平均长度最小的是Congo的18μm到最大的是Russet Burbank的32μm。通过对两年的实验结果分析其相关性很高(r=0.975)，表明这些种质资源的淀粉粒大小具有极显著的遗传差异，受环境的影响较小，在选择育种中有利于该性状的遗传改良。淀粉粒大小的分布趋势显示，该14个马铃薯品种的淀粉粒大小分布有很大差异，淀粉粒大小的分布直接决定着马铃薯品种的品质及其在食品及工业上的应用。根据淀粉粒大小将该14个品种分为三大类，分别用于食品、工业淀粉等用途。另外，冷冻后超低温长期保存使马铃薯块茎表面的淀粉粒变小，而冷冻后低温保存时间短对马铃薯块茎的淀粉粒大小没有影响，本实验结果为调整或者预计长期冷冻后的马铃薯产品的质量提供了重要信息。按照淀粉粒大小这一性状选择大淀粉粒以及小淀粉粒的马铃薯品种，同时进行薯片颜色、煮沸质地、直链淀粉含量测定和淀粉代谢相关的基因的表达分析，相关性分析结果显示，淀粉粒大小与薯片颜色，煮沸质地的相关性不明显，而与直链淀粉含量成显著正相关(r=0.87)，推测淀粉粒大小可能受直链淀粉含量的影响较大。随后我们对5个大淀粉粒品种和5个小淀粉粒品种进行了基因表达定量分析，qPCR结果显示为淀粉合成提供原始底物的Susy、淀粉合成第一步的关键酶AGPase、参与支链淀粉合成的SBE以及淀粉降解第一步的GWD的表达在所有品种中差异不显著，而参与直链淀粉合成的GBSS和支链淀粉合成的SSⅡ在大淀粉粒品种的表达明显高于小淀粉粒品种，GBSS与SSⅡ的表达对淀粉粒的大小均有一定的影响。
⑵向日葵雄性不育新类型CMS-GIG2的细胞生物学研究。向日葵是重要的油料作物，其头状花序决定了向日葵人工去雄进行杂交极其困难，雄性不育(CMS)则省去了人工去雄的过程，所以雄性不育对于向日葵杂交制种至关重要。二倍体野生种Helianthus giganteus与Helianthus annuuscv“HA89”的杂交子一代中出现了一株雄性不育植株，通过与HA89回交6代选育出了不育性状稳定的不育材料H.giganteus/”HA”89*6，命名为CMS-GIG2。向日葵CMS-GIG2，花药明显小于可育花药及PET1的花药，是一种不同于PET1新的雄性不育类型；PET1的8个保持系和11个恢复系均对CMS-GIG2的雄性不育具有保持作用。光学显微镜观察小孢子的发育过程，发现在小孢子母细胞阶段的中层细胞及绒毡层细胞均进行了纵向伸长，而小孢子母细胞被挤压在药室中央，随后解体成碎片。通过DAPI染色进行减数分裂过程观察，结果显示小孢子母细胞的减数核分离正常，说明小孢子母细胞没有完成胞质分裂，所以没有四分体的形成。CMS-GIG2的败育时期及特征不同于PET1类型，新的雄性不育胞质丰富了向日葵杂交育种中的遗传多样性，同时为向日葵油用种子的制种提供了好的亲本材料。