Довольно хорошо изучен характер наследования таких признаков, как окраска клубней, глазков и цветков.

Установлено, что синяя окраска доминирует над красной и обе — над белой. В 1910 г. Саламан предположил, что окраска клубней контролируется тремя независимыми генами: R — контролирует красную окраску, Р — синюю, D — проявление пигмента. Растения с генами R или Р, но без гена D имеют белые клубни, генотипы PD дают синие клубни, a RD — красные.

В 1935 г. Т. В. Асеева и Н. В. Николаева дополнили эту гипотезу, согласно которой окраска клубней и цветков определяется двумя типами генов: генами основы и генами проявления. Гены основы Р и R определяют пигментацию всех частей растения, но только в присутствии генов проявления: D—для клубней, Е — для глазков, S — для цветков. Комбинации этих генов определяют окраску клубней, цветков и глазков. Пигментация же ростков не зависит от генов проявления. Дальнейшие исследования, основанные на статистических расчетах тетрасомического наследования антоциановых окрасок у картофеля, показали, что большинство его сортов имеют симплексные генотипы: Brrr, Dddd, Ееее и т. д.

Генотипы сортов по генам окраски устанавливают на основании гибридологического анализа потомства от скрещивания их с полным рецессивом или с сортами, несущими доминантный ген D. Рецессивен по всем четырем генам, например, сорт Элла (d4r4l4f4).

Сорт Альма несет доминантный ген D(Dd3). Сорта, имеющие доминантные гены R, D, Е, F, дают в потомстве всевозможные комбинации по окраске клубней, глазков и цветков.

В результате многочисленных скрещиваний установлено, что желтая окраска мякоти доминирует над белой, овальная и продолговатая форма клубней — над круглой, глубокое расположение глазков — над поверхностным.

Содержание крахмала в клубнях картофеля зависит от условий выращивания, в то же время оно обусловлено генетически. Между различными сортами и гибридами по этому показателю могут быть существенные наследственные различия.

Крахмалистость — полигенный признак, она контролируется несколькими генами и наследуется доминантно. При гибридизации сортов вследствие явления трансгрессий могут выщепляться формы с более высоким или более низким содержанием крахмала. Выщепляющиеся высококрахмалистые образцы независимо от их других показателей должны использоваться в дальнейших скрещиваниях на повышение крахмалистости. Выделение растений с высоким содержанием крахмала в клубнях наиболее вероятно, когда при скрещивании обе родительские формы высококрахмалистые.

Скороспелость также полигенный признак, но наследуется рецессивно. В связи с этим при расщеплении образуются различные по скороспелости формы: поздне-, средне — и раннеспелые, но раннеспелые сеянцы составляют незначительную часть потомства.

В селекции на скороспелость успешно применяют метод инцухта. При этом получают гомозиготные по скороспелости формы, которые используются в качестве исходного материала при гибридизации.

Устойчивость к фитофторе определяется взаимодействием двух генетических систем, контролирующих два различных ее типа — сверхчувствительность (способность к некротическому отмиранию клеток в ответ на инфекцию) и полевую устойчивость.

Сверхчувствительность обусловлена действием основных, независимых генов (major-генов). Их присутствие создает барьер устойчивости к определенным расам и группам рас фитофторы. В отличие от этого полевая устойчивость контролируется серией полимерных генов (minor-генов), различные количества которых определяют разную степень устойчивости растений.

Существует международная номенклатура рас и генов устойчивости. Гены обозначают буквой R, а расы соответствующими цифрами. Например, геи Ri контролирует устойчивость к расам 2, 3, 4; 2, 4; 3, 4, т. е. ко всем расам, в обозначении которых нет цифры 1. По способности рас вызывать заражение их делят на простые и сложные. Простой называют расу, которая способна поражать сорта с небольшим числом R-генов или совсем без них. Например, раса 0— простая, она может поражать только простые сорта, в генотипе которых нет R-генов. Раса 1, 2, 3, 4 сложная, она может поражать сложные сорта, в генотипе которых имеются многие R-гены. Свойство сверхчувствительности, по последним данным, обусловливается десятью R-генами; оно доминантно и может контролироваться как отдельными генами, так и совместным их действием в самых различных комбинациях.

Присутствие R-генов у различных растений устанавливают по реакции листьев, так как клубни большинства растении с R-генами не обладают сверхчувствительностью к расам, к которым устойчивы листья. Только ген R1 сравнительно часто контролирует сверхчувствительность листьев и клубней одновременно. Гены R2, R3 и R4 обеспечивают лишь сверхчувствительную реакцию листьев.

В связи с большим количеством специализированных рас гриба, преодолевающих защитные барьеры, обусловленные R-генами, селекцию на фитофтороустойчивость нужно вести путем объединения в одном сорте двух типов устойчивости — сверхчувствительности и полевой устойчивости. Такой синтез двух типов устойчивости в одном растении особенно необходим при создании среднепоздних и поздних сортов. У ранних сортов фитофтороустойчивость может быть обусловлена сверхчувствительностью, так как скороспелые формы с тремя и четырьмя различными R-генами могут «уходить» от поражения основными расами гриба, появляющимися в конце вегетации.

Сорта, обладающие R-генами и генами полевой устойчивости, значительно устойчивее к фитофторе, чем сорта, имеющие гены одного из этих типов устойчивости. Гены, контролирующие полевую устойчивость, замедляют скорость распространения болезни в поле, а R-гены уменьшают первоначальную инфекцию.

Доминантные R-гены имеются у разных форм S. demissum. Они переданы многим сортам, полученным путем многократных скрещиваний S. tuberosum с S. demissum. В Нидерландах в результате трехвидовых скрещиваний получены гибриды раннеспелые и устойчивые к агрессивным расам фитофторы. Предполагается, что они имеют гены R1, R2, R3, R4 и R5. Источником полевой устойчивости к фитофторе являются также мексиканские виды, например S. bulbocastanum Dun., S. stoloniferum.

Исходный материал с высокой полевой устойчивостью создается главным образом путем межвидовой гибридизации и скрещивания сортов, происходящих от разных фитофтороустойчивых видов. Выведение сортов с несколькими R-генами значительно легче достигается путем межсортовой гибридизации, и нет надобности каждый раз заново передавать эти гены от того или иного дикого вида.