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马铃薯栽培种遗传背景狭窄,且与野生种之间有性杂交不亲和,通过体细胞杂交可以克服有性杂交不亲和的障碍,为马铃薯育种创造新的种质资源。本实验室前期通过体细胞融合技术获得了一批马铃薯栽培种(AC142)与不结薯野生种S.etuberosum(ETB)的体细胞杂种,通过体细胞杂交能将S.etuberosum的丰富病毒抗性转移至杂种后代中,为了将来能够更好地在生产上利用这批体细胞杂种,本实验对这批体细胞杂种的结薯性状从细胞水平及分子水平进行了研究,结果如下:1.对这些体细胞杂种进行田间结薯特性鉴定,四倍体体细胞杂种结薯表型介于栽培种与野生种之间,但六倍体体细胞杂种在结薯特性上表现了明显的分离,有完全不结薯的基因型,也有薯重显著高于亲本的基因型。为了研究六倍体体细胞杂种的结薯特性是否与其亲本基因组组成不同有关,对部分结薯优良的体细胞杂种及完全不结薯的体细胞杂种进行了基因组原位杂交(GISH)验证,杂交结果显示结薯基因型的染色体组成为“AAAAEE”,不结薯基因型的染色体组成为“AAEEEE”,通过原位杂交结果验证了六倍体体细胞杂种结薯特性随着其亲本基因组组成比例改变而变化。2.为了从基因表达水平验证马铃薯体细胞杂种结薯的差异,进行了转录组测序。对部分结薯六倍体与部分不结薯六倍体以及两个亲本进行了试管薯诱导,由于体细胞杂种结薯较亲本晚,将亲本结薯时间点与体细胞杂种结薯时间点所取的样分别进行转录组测序,每个时间点包括两个亲本、结薯基因型混池、不结薯基因型混池,总共8个样。将这两个时间点的结薯亲本相较于不结薯亲本的差异表达基因、结薯六倍体相较于不结薯六倍体差异表达基因,共四组差异表达基因做交集,获得了104个共同上调的基因,325个共同下调的基因。3.为了进一步验证与结薯有关的基因在马铃薯匍匐茎中的表达,进行了马铃薯栽培种E3与S.etuberosum相互嫁接实验,包括E3嫁接至砧木ETB(E3/ETB)和ETB嫁嫁接至砧木E3(ETB/E3),同时也进行了E3自嫁(E3/E3),ETB自嫁(ETB/ETB)。嫁接结果显示E3做砧木都能结薯,而ETB做砧木都不能结薯。对这四个嫁接组合砧木的匍匐茎都进行了转录组测序,使用E3/E3与E3/ETB进行转录组差异基因比较,ETB/E3与ETB/ETB进行差异基因比较,将这两组差异表达基因做交集,获得了2587个共同的上调基因,2617个共同下调基因。将试管薯诱导条件下筛选出来的交集基因与嫁接筛选出来的交集基因分别根据上下调进一步做交集,由于这些差异表达基因都为结薯材料相较于不结薯材料差异表达的基因,在试管薯诱导实验及嫁接实验中都有共同的表达模式,因此初步认定这些基因是与结薯相关的候选基因。60个共同上调的基因GO注释结果主要富集于酶定向rRNA 2’-O-甲基化、rRNA甲基转移酶活性、伴侣结合,KEGG无富集结果,169个共同下调的基因GO注释结果主要富集于丝氨酸型内肽酶抑制剂活性、蛋白酶体核心复合物、核孔、碳水化合物代谢过程等条目,KEGG主要富集于α-亚麻酸代谢、苯丙烷生物合成、植物激素信号转导等途径。