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马铃薯是世界第四大主粮作物，其块茎淀粉是重要的膳食能量来源和食品加工原料。本研究以高淀粉品种华生7号与我国主栽商品品种的杂交后代为材料，对块茎膨大期、成熟期和贮藏期的块茎样品进行高通量测序，并结合生物信息学分析、亲本及后代重测序和单核苷酸多态性（SNP）筛选，探究块茎淀粉代谢的调控机制。结果表明，马铃薯块茎存在显著的阶段特异性转录重编程：块茎膨大期和成熟期鉴定到的差异表达基因（DEGs）较少，而贮藏期则发生了大规模的转录变化。XET家族基因在各阶段均参与调控细胞壁重塑和碳转运，而WRKY转录因子则特异性调控贮藏块茎的淀粉稳态。不同阶段的基因差异表达由源自亲本的SNP所诱导，高淀粉亲本华生7号可能向后代传递了有利于高淀粉积累的等位基因。其中，编码β-葡萄糖苷酶的关键基因Soltu.DM.02G019910与块茎淀粉含量呈负相关。成熟期低淀粉马铃薯育种群体块茎的β-葡萄糖苷酶活性显著高于高淀粉育种群体。本研究阐明了马铃薯块茎淀粉代谢的分子调控网络，并筛选出从块茎膨大期至贮藏期的核心调控基因，为高淀粉、耐贮藏马铃薯品种的分子育种提供了理论支持和遗传资源。
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马铃薯是全球第四大主粮作物，其块茎淀粉是重要的膳食能量来源和食品加工原料。本研究以高淀粉品种华颂7号与中国主要商业品种的杂交后代为材料，对块茎膨大期、成熟期和贮藏期的块茎样品进行高通量测序，并结合生物信息学分析、亲本与后代重测序及单核苷酸多态性（SNP）筛选，探究块茎淀粉代谢的调控机制。结果表明，马铃薯块茎存在显著的阶段特异性转录重编程：块茎膨大期和成熟期鉴定到的差异表达基因（DEGs）较少，而贮藏期则发生了大规模转录变化。XET家族基因在各阶段均调控细胞壁重塑和碳转运，而WRKY转录因子则特异性地
调控了贮藏块茎中的淀粉稳态。不同阶段的差异表达基因（DEGs）受亲本来源的单核苷酸多态性（SNPs）诱导，高淀粉亲本华生7号可能向后代传递了高淀粉含量相关等位基因。一个编码β-葡萄糖苷酶的关键基因Soltu.DM.02G019910与块茎淀粉含量呈负相关。在成熟期，低淀粉马铃薯育种群体块茎的β-葡萄糖苷酶活性显著高于高淀粉育种群体。本研究阐明了马铃薯块茎淀粉代谢的分子调控网络，并筛选出从块茎膨大期到贮藏期的核心调控基因，从而为高淀粉、耐贮藏马铃薯品种的分子育种提供理论支持和遗传资源。
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作者声明不存在利益冲突。
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关键词：马铃薯块茎 · 淀粉代谢 · 转录组分析 · 单核苷酸多态性 · β-葡萄糖苷酶 · 分子育种
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.28.741397v1?rss=1