小麦温光发育及相关基因研究进展

春化作用和光周期现象是影响小麦抽穗、成花转变的重要因素,与小麦的适应性密切相关。温光发育特性是决定小麦适应性的重要生态因素,其影响小麦种植区域分布、引种以及栽培措施的选择。小麦温光发育受4个春化主效基因 Vrn-1、 Vrn-2、 Vrn-3和 Vrn-4及3个光周期基因 Ppd-D1、 Ppd-B1和 Ppd-A1的调控。丰富的春化、光周期基因等位变异,可提高小麦的遗传多样性和广泛适应性。本文综述了近年来小麦温光发育与分子基础研究进展,主要包括小麦春化发育特性、光周期发育与温光互作效应、春化和光周期基因的分子机理以及等位变异类型与地理分布,并分析了小麦冬春性与温光互作分子机理研究中存在的问题,以期为小麦温光发育的分子研究、品种遗传改良和引种提供理论依据。     

英、美、澳、中小麦品种光温发育特性的比较研究

本文对来自英国、美国、澳大利亚和中国的几个代表性小麦品种的温光反应单效应进行了研究。结果表明,苗穗期与穗分化从两个侧面反映了小麦品种对温光的反应,且有一定的对应关系,多数冬小麦30 d春化与苗穗期的明显缩短和穗分化通过二棱期相对应。3个春性品种表现为对长日照敏感、对春化不敏感;在冬性品种中,英国小麦有春化不满足时短日照促进发育的特性,类似中国肥麦品种。美国和中国的3个品种则在高温下对长日照不敏感。春化处理对冬小麦都有促进作用,英美品种的敏感性更强,美国品种要求春化累积量更高。因此,原产地形成的小麦温光发育特性是异地种植生育期较长的主要原因。     

河南省小麦品种春化特性和光周期特性的研究

以河南省20世纪40年代至今的30个小麦大面积栽培品种为材料,采用春化特性和光周期特性离析试验、田间幼穗分化进程观察的方法,对河南省小麦品种春化特性和光周期特性进行了分类和演化分析,并利用STS标记对供试品种的春化和光周期基因进行了检测。结果表明,在河南省70年来的小麦大面积品种演化中,存在着多种春化与光周期反应类型,但春化特性的演化表现为冬性程度由强减弱再增强的变化趋势;光周期特性敏感程度表现出逐渐降低的趋势。经分子标记检测,河南省70年来大面积推广品种的春化基因主要为 vrn-A1、 vrn-B1、 vrn-D1、 Vrn-D1b和 vrn-B3,光周期基因主要为 Ppd-A1a、 Ppd-D1a,但这些基因对春化特性和光周期特性的作用效果总体上尚不能准确反映品种的冬春性和光周期特性的实际情况,在育种工作中春化特性和光周期特性的选择与鉴定仍应以表型鉴定为主。     

英,美,澳,中小麦品种光温发育特性的比较研究

本文对来自英国、美国、澳大利亚和中国的几个代表性小麦品种的温光反应单效应进行了研究。结果表明,苗穗期分化从两个侧面反映了小麦品种对温光的反应,且有一定的对应关系,对数冬小麦３０d春化与苗穗期遥明显缩短和穗分化通过二棱期相对应。３个春性品种表现为对长日照敏感、对春化不敏感;在冬性品种中,英国小麦有春化不满足时短日照促进发育的特性,灯似中国肥麦品种。美国和中国的３个品种则在高温下对长日照不敏感。春化处     

小麦春化发育相关蛋白质同工酶的研究

本研究对不同发育特性的小麦品种 ,进行春化、脱春化处理 ,经凝胶电泳分析表明 ,在冬小麦春化过程中 ,不仅植株可溶性蛋白质含量增加 ,而且有新蛋白质的产生。英国Mercia品种与中国京 84 1都产生 5 3.2、4 6kD两种新的蛋白质 ,且在春化、脱春化中稳定存在 ,这两种蛋白质正是春小麦有而冬小麦未经春化没有的 ,表明这两种蛋白质的产生与冬性小麦春化过程密切相关 ;同时在春化过程中过氧化物酶 (POD)、酯酶 (EST)酶带及活性发生显著变化且产生了与特异蛋白质分子量 (5 3.2kD)接近的新带 ,表明POD和EST与小麦通过春化发育有一定相关性 ,而6 磷酸葡萄糖脱氢酶与春化发育相关性较小 ,超氧化物歧化酶 (SOD)与春化发育基本无相关性     

春化作用和光周期对三个小麦杂种抽穗的控制

小麦花的发育与抽穗很大程度上受植株春化反应和光周期反应的控制.第三个因素,即基本发育速度似乎也对小麦发育起着重要作用(Flood,1983).因此,最佳开花期及其以后对产量潜力的效应强烈地受春化作用、光周期及基本发育速度的影响.     

新疆小麦品种春化和光周期主要基因的组成分析

为了明确新疆冬春麦区小麦春化和光周期基因的分布特点,利用STS标记对185份品种(系)的重要春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3和光周期基因Ppd-D1位点的等位变异组成进行了检测和分析。结果表明,在新疆小麦品种中,春化和光周期基因位点显性等位变异分布频率不同。含有春化显性等位变异Vrn-A1的品种47个,占供试品种(系)的25.4%;Vrn-B1为43个,占23.3%;Vrn-D1为38个,占20.5%;Vrn-B3位点不存在显性等位变异。春化显性等位变异Vrn-A1、Vrn-B1和Vrn-D1在冬、春性小麦内的分布比例也不同。在春性小麦品种(系)中,显性等位变异Vrn-A1出现的频率较高(55.3%);其次为Vrn-B1,占50.6%;Vrn-D1占44.7%。在冬性小麦中,仅有显性等位变异Vrn-B1出现,占2.0%。在光周期基因Ppd-D1位点,80.0%的品种(系)携带光不敏感显性等位变异Ppd-D1a;其中在春性和冬性小麦品种(系)中,Ppd-D1a出现的频率分别为83.5%和77.0%。新疆小麦品种(系)中,存在11种春化和光周期基因显性等位变异组合。     

小麦一年五代快速发育技术研究

小麦育种周期过长一直是困扰小麦育种界的中心问题。加速小麦个体发育进程的研究,过去的工作主要是利用品种特性或特殊的地理环境进行加代,过于强调满足小麦发育的要求,显得比较被动。利用小麦幼胚离体培养技术进行缩短小麦发育周期的研究,前人已取得了一定的成果。笔者的研究表明,选择有效胚龄为12～14d的幼胚,置于PM培养基培养3～4d,然后在8～10℃、1000lx×24h/d的光照条件下,春化处理25～30d,并通过移苗后发育调控,可使小麦个体发育周期加速到一年五代。     

小麦抽穗期的遗传调控研究进展

抽穗期是小麦生长发育过程中的主要农艺性状之一,而春化作用和光周期反应是决定小麦抽穗期的重要因素。本文首先对小麦抽穗期遗传研究进展进行综述,对已定位到的参与春化作用和光周期反应的相关基因及其他调控抽穗期的位点进行分析,并归纳抽穗期相关基因的遗传调控网络;然后讨论了小麦抽穗期相关基因对小麦产量的影响,以期通过现代生物学技术,并结合各个学科的相关理论知识,为小麦抽穗期遗传研究提供参考信息,进而提高小麦产量。     

温光条件对光不敏感春性小麦穗发育的影响

为了解温光条件对光不敏感春性小麦穗分化的影响,在生长箱的可控试验条件下,调查了小麦开花期,并对幼穗发育的解剖学结构进行了观察。结果表明,在24℃和15℃的高、低生长温度下,16 h长日照均显著促进小麦的穗分化发育,8 h短日照则严重抑制穗发育,且高温进一步加剧短日照的抑制效应。在满足春化作用的前提下,日照长度是影响穗分化发育的主要因素。长日照下高温对小麦穗分化启动以后的穗发育速度有较强的促进作用,但品种间开花对温度的敏感性存在明显差异。川育12穗分化对温度的敏感性更强,在不同温光处理条件下穗发育进度均明显快于对照新春9号。     

小麦冬春品种秋播生长发育的初步研究

国内外学者对冬春性小麦在遗传、生理上的差异,对春化和光周期的反应,生长发育规律及生育阶段的划分进行了大量的研究。本研究将来自全国各地的冬性、半冬性、春性小麦品种进行分期播种,对生育期、主茎叶片数、株高、穗长、实粒穗数、幼穗分化进程等进行了初步研究,同时就冬春性划分标准及生育阶段划分和光温效应等问题进行了初步探讨。     

北方冬麦区小麦品种产量相关性状和幼穗分化特点研究

为了解北方冬麦区小麦产量相关性状和幼穗分化特点,对该麦区10个代表性小麦品种的产量相关性状和幼穗分化进程进行了研究。结果表明,8个产量相关性状在10个品种间存在不同程度的差异;产量与穗数、穗粒数和千粒重间相关系数分别为0.28、0.45和0.08。不同生态区小麦品种间产量潜力差异较小,高产品种（> 9 000 kg·hm^-2）的成穗数均为中等偏多型。品种间幼穗分化进程有明显差异,北部冬麦区和黄淮冬麦区北片品种一般表现为前期发育慢,后期发育快,个别品种的各个时期发育均慢;黄淮冬麦区南片多数品种则表现为各个时期发育都较快,个别品种前期快,中期慢,后期快。对春化和光周期基因不同等位变异检测发现,除了Vrn-D1,10个供试品种在其他已知春化基因和光周期基因座Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-B3和Ppd-D1上含有相同的等位变异。     

不同发育特性小麦品种春化基因 VRN2的序列分析

为了明确小麦春化基因VRN2与春化发育表现型的关系,以6个不同春化发育特性的普通小麦品种为试验材料,采用PCR技术对春化基因VRN2的CCT保守区中43个氨基酸序列进行了分析。结果表明,不同品种间ZCCT-A1的CCT功能域的序列存在差异,肥麦有R35W突变,另外5个品种均有R39C突变;ZCCT-A2均存在R16C突变;B和D基因组中均未发现突变。这表明VRN2基因编码区的等位变异主要出现在A基因组上,而B和D基因组中的VRN2基因在目前大面积主栽品种中均为显性。     

在延长光周期条件下温度对小麦品种抽穗期的效应

已知温度和光周期都影响普通小麦品种的物侯发育。Mekinney和Sando发现冬、春两种生长习性不同的品种,需要特殊的温度和光周期的组合才能在最短的时间内完成它们的生活周期。延长光照期和增加温度就可满足一些春小麦和多数冬小麦基因型的这种要求。Syme在一次来源于澳大利亚、墨西哥和欧州的一些春性品种的研究中,发现有些品种对昼长和春化处理反映敏感,而另一些品种对两种处理都不敏感;还有一些品种对上述两种处理的不同水平有反应。Halse和Weir认为在生长期中,春化处理、光照期和温度对几个春小麦品种的抽穗期都有影响。通常,较高的温度会促进早开花。一些品种由于物候期的早期阶段缺乏低     

小麦品种早熟性研究进展

诸多研究表明：（１）温度和光周期是制约小麦抽穗和成熟的重要环境因子，它们通过Ｖｒｎ基因和Ｐｐｄ基因起作用，影响着穗分化的进程；（２）春化是冬性小麦品种抽穗结实的必经阶段，低温和短日照都可使春化完成，小麦不同发育阶段营养和生殖器官内激素的种类和水平有差异，茎尖玉米霉稀酮含量达到高峰标志着春化完成；（３）小麦早熟性遗传为部分显性，染色体上有控制抽穗期的主基因；（４）小麦早熟性决定于各个生育阶段的长短，     

黄淮地区小麦品种需要什么样的适应性？

突破小麦产量潜力屏障、应对气候和非生物逆境胁迫是确保当前和未来粮食安全的重要研究内容.本文从光周期敏感性与小麦适应性的关系入手,阐述了发育进程与环境条件的协调互作是小麦适应性的生理基础,提出在黄淮麦区品种选育过程中应注重研究一些重要发育节点与环境的互作关系,并利用这种关系来改良适应性.     

黄淮麦区小麦品种春化光周期基因型及其与产量性状的相关性

为了解新品种的春化和光周期基因的显隐性组成及对产量的影响,以2011-2012年度国家冬小麦品种区域试验黄淮南片的42个小麦品种为材料,用STS标记对Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3四个春化基因和光周期基因Ppd-D1位点进行检测,并结合供试材料的农艺性状,探讨春化基因显隐性组成与品种的冬春性、抽穗期及产量性状的相关性.结果表明,42个小麦品种均含有光周期非敏感型等位变异Ppd-D1a.各显性春化基因中,Vrn-D1的出现频率和含有其的品种(系)数最高(38.1％和16);Vrn-A1与每穗小穗数呈显著负相关;Vrn-B1与抽穗期呈显著正相关,与每穗小穗数和产量呈显著负相关;Vrn-D1与抽穗期呈极显著正相关.在春化基因组合中,vrn-A1+ vrn-B1+ vrn-D1与抽穗期呈极显著负相关,与每穗小穗数呈显著正相关;Vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1与每穗小穗数呈显著负相关;vrn-A1+ vrn-B1+ Vrn-D1与抽穗期呈显著正相关.说明在小麦可以正常成熟的前提下,对产量等性状有正向作用的最佳春化基因型组合为Vrn-A1+vrn-B1+ vrn-D1.     

普通小麦发育类型的遗传

与普通小麦品种的发育速度差别直接有关的两个遗传系统已经查明。它们是保证春化敏感多样性的Vrn基因位点系统,和控制光周期反应差别的Ppd位点系统。     

小麦籽粒发育过程中PPO活性的变化

为探索小麦籽粒发育过程中多酚氧化酶(PPO)活性的变化规律,以6个小麦品种为材料,研究了小麦籽粒从开始灌浆到成熟过程中PPO活性和同工酶的变化.结果表明,籽粒不同发育时期PPO活性差异显著,基因型与发育时期互作PPO活性差异不显著,不同品种的不同发育时期PPO活性变异水平不同.小麦籽粒从开始灌浆到成熟PPO的活性变化趋势是先降低然后又升高,但品种间变化幅度不同.同工酶谱中一直存在具有活性的高分子量PPO.中分子量和低分子量PPO是动态变化的,中分子量酶蛋白发育前期逐渐增加,发育后期又逐渐减少,成熟后全部消失;低分子量酶蛋白开始含量较高,随着籽粒的发育逐渐减少,成熟后也全部消失.     

不同小麦品种春化反应与抗寒性关系初探

选择北移号、8066、苏引10号、鲁麦22号、晋春9号等五个不同类型小麦品种，通过低温春化处理，观察不同品种的春化反应和抗寒性表现，以研究其春化反应与抗寒性的关系。结果表明，不同类型品种抗寒性差异较大，同一品种经不同低温春化时间处理后幼苗的抗寒性不同，且随着春化时间的延长，抗寒性增强，适宜春化时间处理幼苗的抗寒性最强；在小麦生长发育过程中，要求较长低温春化时间的品种，抗寒性不一定强，但抗寒性强的品种，要求的春化时间一般较长；低温春化特性与抗寒性是品种的两种性质，低温春化有利于小麦抗寒性的形成。