中新网银川5月8日电 (记者 李佩珊)记者8日从宁夏农林科学院获悉，由该院农业生物技术研究中心研究员巩檑团队及临沂大学教授张洪霞联合开展的马铃薯研究领域取得重大进展。相关研究成果以“基于马铃薯单倍型基因组组装与全基因组关联分析鉴定糖含量及块茎产量候选基因”为题，发表于国际知名期刊《园艺研究》，该研究基于基因组组装和全基因组关联分析，鉴定到影响马铃薯叶片糖分与块茎产量的重要基因，为马铃薯为分子育种提供重要靶点。
宁夏是中国重要的马铃薯主产区之一，马铃薯作为全球重要的非谷类粮食作物，在保障粮食安全和丰富膳食结构方面意义重大。然而，复杂的基因组结构，尤其是拥有特殊性状的种质资源的参考基因组匮乏，严重制约了其产量与品质的靶向提升。
此次研究中，科研团队以高淀粉、耐旱型的四倍体马铃薯品种“宁薯15”的花药培养后代为材料，成功构建出染色体级别的单倍型解析基因组。该基因组总组装大小为1.653Gb，各项指标优异，达到高质量植物基因组标准。通过比较基因组学分析，发现多个与淀粉、蔗糖等代谢及类胡萝卜素合成相关的基因家族经历正向选择。
同时，科研人员在141份马铃薯种质材料中开展全基因组关联分析，检测出53个与果糖、葡萄糖和蔗糖含量显著相关的数量性状位点，并明确编码液泡膜糖转运蛋白的基因StTST2为与葡萄糖含量显著相关的候选基因。功能验证显示，过表达StTST2可显著提高光合速率、叶绿素和糖含量，增加生物量、块茎产量和种子数。免疫共沉淀实验证实，该蛋白与蔗糖转运蛋白SUT2直接互作，在糖分运输与积累中发挥核心作用。
本研究提供的自育优良品种的高质量单倍型基因组图谱，以及成功定位的关键基因，为马铃薯分子育种和定向遗传改良提供了丰富的理论数据，也为马铃薯育种技术升级、单产提升和产业高质量发展储备了新质生产力。(完)