| 成果简介： |
马铃薯(Solanum tuberosum)是世界第四大重要农作物，仅次于小麦、水稻和玉米。在人口增长、耕地面积减少、水资源不足的影响下，中国食物安全存在着潜在危机。马铃薯产业的不断发展，将对缓解中国食物安全压力起到重要作用。内蒙古是中国马铃薯的主产区。由于栽培马铃薯对低温寒冷敏感，而内蒙古自治区寒冷的气候特征严重限制了该区马铃薯产业的健康发展。相对于动物而言，植物的不可移动性使得马铃薯无法回避不利的环境，对低温寒冷只能依赖于自身的调控机制去适应。因此，挖掘马铃薯耐寒基因并研究其耐寒机理，进而通过生物技术手段提高马铃薯的耐寒性，已成为该区马铃薯能否正常健康发展的解决途径之一。
该项目围绕马铃薯耐寒基因的挖掘及其耐寒机理解析展开了系统的研究，主要科学发现如下：1.以国内马铃薯主栽品种‘大西洋’为研究对象，首先通过MSAP技术结合BSP技术发现：基因内甲基化是调控马铃薯应答寒冷逆境重要方式。在烟草应答重金属逆境的研究中也获得了类似的发现。2.通过基因编辑技术、VIGS技术、激光共聚焦技术，结合生物信息学分析等方法挖掘到马铃薯耐寒基因StALDHα2B7和StSUCLα1，均为应答低温寒冷的正调控基因，且StALDHα2B7和StSUCLα1都定位于细胞内线粒体。3.StALDHα2B7和StSUCLα1定位于细胞内线粒体，都是通过调控基因内甲基化修饰水平来耐寒，但作用机理不同。前者主要通过清除机体内因低温寒害积累的有害物质来耐寒，后者是通过合成更多的ATP来耐寒。项目挖掘的耐寒基因StALDHα2B7和StSUCLα1及其耐寒机理为后期马铃薯耐寒育种及生产提供基因储备及理论依据，项目的实施促进了内蒙古自治区马铃薯逆境生物学研究平台的建设。
项目发表研究论文20余篇，培养学生20余人，其中指导学生获得全国大学生生命科学竞赛二等奖2项，三等奖3项。培养自治区“草原英才”1人、包头市“鹿城人才”1人、教育厅高等学校“青年科技英才”2人。 |
