栽培种甘薯是高度杂合的六倍体作物,染色体数目多,遗传背景复杂,广泛存在自交不亲和、同一不孕群内品种间杂交不亲和等问题,极大地限制了甘薯的遗传分析和改良。同时,甘薯重要经济性状如鲜薯产量、薯块干物质含量、淀粉含量、胡萝卜素含量等是由多基因控制的数量性状,且鲜薯产量和淀粉含量、β胡萝卜素含量和淀粉含量等之间存在着显著的负相关,因此,仅依靠传统的杂交育种手段很难育成有突破性的优良品种。近年来,以分子标记、转基因等为核心的分子生物学技术的发展,为甘薯品种选育、遗传改良等提供了有效技术支持,使培育能够满足多种育种目标的品种成为可能。
1 甘薯分子遗传图谱构建
分子遗传图谱构建的理论基础是染色体的重组和交换,根据细胞减数分裂后期重组型配子的比例(重组率)估算染色体上遗传标记或基因的相对位置,这种线性排列图就是分子遗传连锁图谱.分子遗传图谱的构建对于QTL的鉴定、基因克隆、比较基因组学研究和分子标记辅助选择育种具有重要意义。1997年,Thompson等以高产、耐旱甘薯品种和高抗根结线虫甘薯品种杂交得到的76个分离单株为作图群体,构建了第1张包含196个RAPD分子标记的甘薯低密度分子遗传图谱。由于图谱密度低,很难有较大利用价值.此后,越来越多的研究者根据Grat-tapaglia等提出的“双假测交”(pseudo-testcross)策略以及甘薯显性标记遗传预期分离比例相继构建了针对不同性状的分子遗传连锁图谱。 目前,甘薯遗传图谱针对的品质性状包括薯块淀粉、干物质和胡萝卜素含量等,其中又以薯块淀粉含量为主。针对甘薯产量性状所构建的遗传图谱还很少。针对的抗性性状主要包括甘薯病毒病害、根结线虫和根腐病抗性等。
2 甘薯QTL定位
通常所说的QTL是指控制数量性状的基因在染色体上的位置,而QTL定位就是通过检测分子标记QTL之间的连锁关系,并估算 QTL的遗传效应值,将单个QTL定位在具体的染色体上,进而辅助后代选择。由于本身的多倍体性质,甘薯许多重要的农艺性状如鲜薯产量、淀粉含量等都属于多基因控制的数量性状,且鲜薯产量和淀粉含量等之间存在着显著的负相关。因此,对甘薯进行分子标记辅助选择育种是十分必要的,而标记辅助育种的重要前提是重要性状的QTL定位。目前已获得甘薯薯块淀粉、干物质和胡萝卜素含量等品质性状的 QTL。