在大多数马铃薯生产地区在世界范围内,作物在狭窄的窗口通常是收获的时候,但它是全年使用。因此,大部分的土豆存储之前运到包装设施和加工厂。这个存储期间代谢稳定性的马铃薯块茎是一个世界范围内的主要性状的育种目标项目( 1- - - - - - 5]。土豆需要cool-stored全年保持连续供应行业,和存储在低温(< 8°C)是有益的,因为它可以减少细菌软腐烂,减少水和干物质损失,并防止发芽而不需要添加发芽抑制剂( 6]。然而,存储在低温导致了还原糖葡萄糖和果糖的积累,在这一过程称为诱使脱硫(CIS) ( 7]。糖积累在中非光合组织招募的淀粉降解途径( 8, 9]。块茎糖含量影响丰富和碳水化合物代谢酶的活性在源(叶)和水槽(块茎)组织,和通量的蔗糖从源代码组织( 4]。当土豆已经经历了CIS加工成薯片或芯片,高温油炸使还原糖与自由氨基酸通过美拉德反应,反应导致不可接受的产品(涂黑 10]。美拉德反应也会导致致癌物丙烯酰胺的形成( 11]。

在马铃薯的碳水化合物代谢的研究表明一些酶有助于低温脱硫。在低温储存、淀粉分解成蔗糖通常是由UDP-glucose焦磷酸化酶和sucrose-6-phosphate合成酶( 5, 12]。酸性转化酶将蔗糖转化为还原糖葡萄糖和果糖。光芯片颜色之间的关系和低水平的UDP-glucose焦磷酸化酶活动已经证明( 4, 6, 12]。同样,低酸性转化酶活性与光芯片颜色( 12- - - - - - 16]。然而,QTL研究发现许多额外的碳水化合物代谢的基因之间的关联和CIS。最近,协会遗传学研究表明DNA多态性基因编码转化酶和淀粉磷酸化酶与土豆片颜色、淀粉含量和淀粉产量( 17, 18]。关联分析发现SNP2746 StLapN基因是与芯片质量密切相关 19]。这些遗传研究支持工作模型,自然块茎淀粉和糖含量的变化是由等位变异函数在淀粉和糖代谢的酶 20.]。

微阵列杂交实验使用番茄与马铃薯基因芯片杂交mRNA允许识别已知的和小说中差异表达基因在马铃薯块茎冷藏克隆。转录水平的候选基因,如蔗糖酶,与糖积累( 21]。比较蛋白质组分析曾成功识别新的候选基因控制块茎品质性状( 22, 23]。抵抗CIS繁殖的一种方法是减少酸性转化酶活性。酸性转化酶基因的沉默已经有效地减少了CIS,导致接受弗莱产品( 13]。另外,抵抗CIS中发现的野生亲缘土豆。

野生马铃薯物种是马铃薯基因改良的有用来源( 1, 7, 24, 25]。野生二倍体物种 茄属植物raphanifolium性兼容二倍体形式的种植马铃薯。其杂交后代中能抵抗CIS ( 26]。事实上,酸性转化酶活性在种质CIS的抗性基因 美国raphanifolium一样低,克隆的基因沉默( 13]。然而, 美国raphanifolium和大多数二倍体野生种质宗和人群中由相互交叉。因此,种内遗传变异和到达是常见的 24, 27- - - - - - 30.]。是很重要的,因此,确定个人在一个人口携带基因的兴趣。

本研究的目的是开展好筛查抗CIS的人口 美国raphanifolium。块茎以来野生物种通常很小,人口被交叉的克隆,使生产后代与更大的块茎适合CIS评估。

之间跨越了克隆hap-chc (HC)作为女性和五个植物的 美国raphanifoliumπ310998年男性。HC是之间的混合 美国tuberosum野生相对dihaploid (US-W730)和土豆 美国chacoenseπ310998。在以前的工作中,HC xπ310998混合动力表现出特殊的耐低温的反应可以脱硫( 13, 26]。种子播种在2009年8月14日,移植到48-well公寓三个星期后,然后每个家庭16-48植物移植到10平方厘米盆10月5日。他们生长在温室在阿灵顿,WI,直到成熟。植物收获1月28日,2010年,放置在4°C存储2月2日。两个块茎植物在每个家庭的6月3日在存储(121天);两个块茎保留克隆维护。这个试验是指定的A1。2010年9月30日,每个克隆一个块茎从A1审判再次栽在阿灵顿。块茎收获成熟的植物在1月28日,2011年。他们被储存在4°C,直到6月6日在存储(129天),当他们的。 This was trial A2.

35克隆试验A1产生至少8块茎,所以四个块茎在田间种植在维兰特,WI, 2010年5月6日。两个复制两种植物被包含在一个随机完全区组设计。9月10日,每个工厂被收集的手,块茎收获。块茎是储存在4.4°C到6月8日,2011年,当两个块茎每个情节芯片存储(271天)。这是试验(R)。

块茎从每个克隆之一A2试验种植9月15日,2011年,在麦迪逊的温室,WI。成熟的植物收获于2012年3月8日,并存储在6°C到4月9日,当两个块茎/克隆芯片(在存储32天)。这是审判M1。每个克隆在4月16日再次在麦迪逊的温室种植和收获7月27日和块茎是储存在6°C 30天。每个克隆被芯片两个块茎。这是审判M2。使用的所有温室试验补充高强度光支持植物生长和维持18个小时光周期。光周期是12小时缩短诱导tuberization前一个月的收获。植物生长在soil-less泥炭盆栽每周混合和受精。克隆的数量在每个家庭提出了表 1。总结在表存储条件 2。

芯片颜色是评估通过1 - 2毫米片中心的横向块茎,自来水冲洗,煎它在190°C玉米油,直到停止汩汩作响。每个芯片是视觉上得分颜色使用的规模1(光)到10(黑暗),每隔0.5,基于国际芯片研究所(克利夫兰,哦)颜色图表。

方差分析是使用一般线性模型在SAS(版本9.3;SAS研究所卡里,NC)。意味着分离进行了使用费舍尔的保护至少显著差异(LSD)测试 P = 0.05 。误差方差是均匀的,所以没有转换的数据集是必要的。

方差分析显示家庭非常重要的影响,试验,通过试验和家庭相互作用对芯片颜色(表 3)。因此,后续评估认为每个家庭在每个试验中,而不是平均在审判或家庭。并不是所有克隆tuberized在每个试验中,所以个人评估不同的数量从审判审判。然而,在每一个试验,一个类似的每个家庭的克隆数量评估。许多克隆并不tuberize领域,所以维兰特试验包含个人的最小数量。

在每个试验中,方差分析显示显著影响的家庭( P < 0.05 对芯片的分数),除了M1(表位置 4)。块茎样本和复制的影响不显著。家庭15不断产生光芯片,而家庭14产生更深的芯片。所有五个家庭被交叉生成相同的女性克隆(HC)从一个野生植物物种加入。HC是一个杂合的种间杂交,所以它可能对CIS等位基因分离。然而,等位基因的集合它有助于后代预计五个家庭中是一样的。因此,家庭之间的差异可能主要是因为遗传变异性在男性的父母从相同的 美国raphanifolium加入。个人从人口的异型杂交物种可能是杂合的和异构。而π310998是一个很好的来源的CIS抗性基因,细筛选产生高比例的人口为个人抗后代可能是富有成效的。例如,产生家庭15的克隆的使用,而不是一个生产家庭14,将允许一个饲养员为减少CIS育种赚更多的进展。细筛选登记入册已经报道了其他特征的土豆 31日- - - - - - 33]。

最黑暗的芯片生产从块茎生长维兰特和存储在4°C(表271天 4)。这是一个极端的存储环境温度和持续时间。长期储存的马铃薯块茎具有显著,variety-dependent影响糖和氨基酸浓度( 34]。然而,在这项研究中,九个克隆生产芯片与商业上可接受的颜色,说明这对马铃薯品种种质改良的价值。

因为马铃薯品种是克隆而不是数量,是最重要的育种者识别的组合,会产生大量的后代携带introgressing野生种质育种时感兴趣的特征线。之后选择克隆表达特征,饲养员仍有大量的人来选择其他重要的农艺性状。13和15的家庭父母的家庭中产生至少50%的后代接受抗CIS(表 5)。这些将是可取的父母在育种程序中使用在土豆冷藏后提高加工质量。