利用KASP标记检测青海和西藏小麦品种中光周期基因分布

为了解青海和西藏小麦品种中光周期基因的分布情况,采用KASP标记对青海和西藏249份小麦品种光周期基因 Ppd-D1、 Ppd-B1和 Ppd-A1等位变异组成进行检测。结果显示,在 Ppd-B1位点上,237个品种携带光周期不敏感型等位变异 Ppd-B1a(95.18%),12个品种携带光周期敏感型等位变异 Ppd-B1b(4.82%);在 Ppd-A1位点上,233个品种携带光周期不敏感型等位变异 Ppd-A1a(93.57%),16个品种携带光周期敏感型等位变异 Ppd-A1b(6.43%);在 Ppd-D1位点上,221个品种携带光周期不敏感型等位变异 Ppd-D1a(88.76%),28个品种携带光周期敏感型等位变异 Ppd-D1b(11.24%)。光周期不敏感型等位变异 Ppd-B1a和 Ppd-A1a分别在青海和西藏小麦品种光周期反应中占主导地位。西藏和青海小麦品种中共存在6种等位变异组合类型,其中青海小麦品种中存在5种等位变异组合类型,不存在 Ppd-D1a/Ppd-B1b/Ppd-A1a类型,西藏农家品种中存在4种等位变异组合类型,不存在含光周期敏感型等位变异 Ppd-A1b的类型。等位变异组合 Ppd-D1a/Ppd-B1a/Ppd-A1a在青海和西藏小麦品种中分布最广。     

春化和光周期基因在陕西小麦品种中的分布

为了解陕西小麦品种中春化基因和光周期基因的分布特点,采用STS标记检测了陕西境内173份小麦品种春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3和光周期基因Ppd-D1位点的显性等位变异组成.结果表明,4个春化基因位点显性等位变异在陕西小麦中的平均分布频率不同,顺序为Vrn-D1(38.2%)＞Vrn-B1(16.2%)＞Vrn-A1(1.2%)＞Vrn-B3(0%).春化显性等位变异在陕西境内各麦区的分布频率也不同:归属于北部冬麦区的小麦品种4个春化位点均处于隐性状态;归属于黄淮冬麦区的小麦品种显性等位变异分布比例顺序为Vrn-D1(41.7%)＞Vrn-B1(19.1%)＞Vrn-A1(0%)=Vrn-B3(0%);归属长江中下游麦区的为Vrn-D1( 40.3%)＞Vrn-B1(16.1%)＞Vrn-A1(0%)=Vrn-B3(0%),归属西南冬麦区的为Vrn-D1(54.6%)＞Vrn-A1(18.2%)=Vrn-B1(18.2%)＞Vrn-B3(0%).在光周期Ppd-D1位点,99.4%的品种携带对光周期反应不敏感的显性等位变异Ppd-D1a.陕西境内推广的小麦品种中存在7种春化和光周期基因显性等位变异组合,即Vrn-D1、Ppd-D1a、Vrn-B1/Ppd-D1a、 Vrn-D1/Ppd-D1a、Vrn-A1/Vrn-B1/Ppd-D1a、Vrn-A1/Vrn-D1/Ppd-D1a 和Vrn-B1/Vrn-D1/Ppd-D1a,平均分布频率为0.6%、49.7%、11.6%、32.3%、0.6%、0.6%和4.6%.5个位点显性等位变异组合在陕西境内不同麦区分布也不同:归属于北部冬麦区的检测小麦品种中,均携带单一显性等位变异Ppd-D1a;归属于黄淮冬麦区的小麦品种中,显性等位变异组合出现5种类型,即Vrn-D1、Ppd-D1a、Vrn-B1/Ppd-D1a、 Vrn-D1/Ppd-D1a和Vrn-B1/Vrn-D1/Ppd-D1a,比例分别为1.2%、45.2%、13.1%、34.5%和6.0%;归属于长江中下游冬麦区的小麦品种中存在4种显性等位变异组合类型,即Ppd-D1a、Vrn-B1/Ppd-D1a、 Vrn-D1/Ppd-D1a和Vrn-B1/Vrn-D1/Ppd-D1a,分别占45.2%、14.5%、37.1%和3.2%;归属于西南冬麦区的小麦品种中存在5种类型,分布比例次序为Ppd-D1a(36.3%)=Vrn-D1/Ppd-D1a(36.3%)＞Vrn-A1/Vrn-B1/Ppd-D1a(9.1%)=Vrn-A1/Vrn-D1/Ppd-D1a(9.1%)=Vrn-B1/Vrn-D1/Ppd-D1a(9.1%).这些信息为陕西选育广适性小麦品种提供了依据.     

黄淮麦区部分骨干品种重要基因等位类型分析及全基因组优异位点挖掘

为了从分子水平上了解黄淮麦区部分骨干品种(尤其是西农系列品种)的春化和光周期特性、矮秆基因、抗赤霉病基因类型及全基因组优异位点的分布,以西农979、西农511等近年黄淮麦区主栽小麦品种(共64份)为材料,采用分子标记及小麦35K芯片对供试品种进行检测。结果表明,13份材料含有显性春化基因 Vrn-D1(20.3%),3份材料含有显性基因 Vrn-B1(4.7%),未检测到显性基因 Vrn-A1和 Vrn-B3;除中国春和宁春45外,其余62份材料均含光周期不敏感基因 Ppd-D1a;9份材料携带矮秆基因 Rht-B1b,28份材料携带矮秆基因 Rht-D1b,35份材料携带矮秆基因 Rht8;15份材料同时含有 Rht-D1b和 Rht8;苏麦3号和兰考198含抗赤霉病基因位点 Fhb1。芯片检测结果发现,西农系列品种亲缘关系较近,共含有1 049个特异SNP,集中在2A和6B染色体上,这些位点可能是决定西农系列品种区别于其他品种的重要遗传位点;所有参试材料共含有1445个相同的SNP位点,集中在2D和3B染色体上。     

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。     

甘肃小麦品种主要春化和光周期基因的组成和分布

为了明确甘肃小麦春化和光周期基因的分布特点,利用STS标记对96份品种的主要春化基因位点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,在甘肃小麦品种中,春化和光周期基因等位变异组合存在11种类型,每种类型的分布频率不同。其中,Ppd-D1a类型频率最高,Vrn-A1/Vrn-B1/Ppd-D1a次之。在春麦生态区存在11种组合类型,其中VrnA1/Vrn-B1/Ppd-D1a频率最高,Ppd-D1a次之。在河西灌溉春麦区、中部干旱春麦区与洮岷高寒春麦区频率最高的组合类型分别为Vrn-A1/Vrn-B1/Ppd-D1a、Vrn-A1/Vrn-B1和Ppd-D1a。与春麦生态区相比,冬麦生态区不存在春化基因显性变异Vrn-A1,且仅存在Ppd-D1a、Vrn-B1/Ppd-D1a、Vrn-D1/Pp-D1a三种类型的等位变异组合,其中,Ppd-D1a类型频率最高,Vrn-B1/Ppd-D1a次之。在陇南冬麦区、渭河上游冬麦区、泾河上游冬麦区中,基因组合类型Ppd-D1a均占主导地位,分布频率依次为46.2%、93.6%和100%。     

366份小麦品种春化光周期基因型组成及其与生殖物候稳定性的关系

为探究国内小麦品种春化光周期基因的显隐性组成及其与生殖物候稳定性的关系,以国内各大麦区主栽小麦品种及近几年的区试品系共366份为材料,采用STS标记对春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、VrnD1、Vrn-B3和光周期基因Ppd-D1进行检测;同时采用分期播种法,以不同播期之间的抽穗期相差天数为生殖物候稳定性的评价指标,探索春化、光周期基因型对生殖物候稳定性的影响。结果表明,366份材料中包含15种春化光周期基因型组合,其中组合vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1+Ppd-D1a最多,达48.91%,其次为vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1+Ppd-D1a,占16.39%。vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1+Ppd-D1a能最大程度地维持小麦生殖物候稳定性,使抽穗期差异维持在5.43d,而vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1+Ppd-D1b、vrn-A1+Vrn-B1+Vrn-D1+Ppd-D1a、Vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1+Ppd-D1b则赋予小麦极不稳定的生殖物候特性,使抽穗期差异达10d以上。此外,显性春化基因能降低小麦生殖物候稳定性,其效应表现为Vrn-A1Vrn-B1VrnD1;隐性春化基因能够增强小麦生殖物候稳定性,其效应为vrn-B1vrn-D1vrn-A1;光周期基因对生殖物候稳定性影响不显著。     

小麦光周期基因Ppd-D1的单核苷酸多态性

为了解小麦光周期基因Pbd-D1编码区单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP),采用琼脂糖凝胶电泳Ecotilling技术,对108份小麦品种中光周期基因Ppd-D1的核心编码区进行了SNP检测.结果表明,红芒麦、宁春27和红芒麦2具有相同的酶切带型,其目的序列与对照相比存...     

江苏淮北地区小麦品种资源籽粒硬度基因等位变异的KASP检测

为了解江苏淮北地区小麦品种资源的籽粒硬度概况及硬度基因型分布规律,以74份近年来江苏淮北地区所育品种(系)和38份来自黄淮其他麦区的常用亲本为材料,采用单籽粒谷物硬度测试仪、KASP标记检测技术和基因扩增及测序技术对其SKCS硬度值及硬度基因型进行鉴定。硬度检测结果表明,供试小麦品种(系)硬度变化范围较大,但硬质麦的比例最大,为70.5%。与常用亲本相比,江苏淮北地区育成品种中软质麦比例较高,为34.3%,但在高代品系中软质麦比例下降到20.5%。基因型检测结果表明,在Puroindoline-D1位点,供试品种(系)中共检测到4种基因型,即野生型(Pina-D1a/Pinb-D1a)、Pina-D1b、Pinb-D1b和Pinb-D1p,其频率依次为25.0%、2.7%、67.9%和4.5%。其中,野生型和Pinb-D1p主要分布在江苏淮北地区。不同硬度基因型的硬度值也存在差异,其中以Pina-D1b基因型的硬度值最高,野生型(Pina-D1a/Pinb-D1a)硬度值最低,Pinb-D1b和Pinb-D1p两硬质类型的籽粒硬度没有显著性差异。在Pinb-2位点,供试品种(系)中共检测到25份材料为Pinb-B2b基因型,包含21份硬质麦、2份混合麦和2份软质麦,其平均硬度值为63.8。     

小麦光周期基因Ppd-D1的单核苷酸多态性

为了解小麦光周期基因Pbd-D1编码区单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP),采用琼脂糖凝胶电泳Ecotilling技术,对108份小麦品种中光周期基因Ppd-D1的核心编码区进行了SNP检测.结果表明,红芒麦、宁春27和红芒麦2具有相同的酶切带型,其目的序列与对照相比存在两处单碱基突变(C/T;G/A);坝农1号、定西35、QW6285等7份材料具有相同的酶切带型,其序列与对照相比含有一个5 bp的缺失.初步分析表明,这三处SNP与小麦光周期敏感性没有直接的对应关系,但它们对小麦光周期敏感性产生了强度上的影响,加强了材料对光照长度的敏感性,一定程度上延迟了抽稳.本研究结果也说明琼脂糖凝胶电泳Ecotilling技术在小麦Ppd-D1基因SNP检测中具有良好的可行性.     

春化及光周期基因的等位变异及其对冬小麦光合及产量性状的影响

为了解春化及光周期基因对小麦光合及产量性状的影响,在抗旱棚中对冬麦区广泛种植的58个冬小麦品种进行水分胁迫和正常灌水处理,在灌浆期调查其光合性状,收获后调查其产量性状,并利用分子标记检测其春化及光周期基因的等位变异,进而分析在正常灌水和水分胁迫下春化及光周期基因的等位变异对光合及产量性状的影响。结果表明,供试材料中春化基因Vrn-B1和Vrn-D1位点的出现频率分别为8.62%和43.10%,未检测到春化基因Vrn-A1位点;光周期非敏感型位点Ppd-D1a的出现频率为91.38%。充分灌水条件下,含有vrn-D1位点的品种的净光合速率、蒸腾速率及单株生物量均较含有其显性位点的品种高,而在水分胁迫下,含有vrn-D1位点的品种仍能维持较高胞间CO2浓度、单株生物量及单株籽粒产量,表明该基因型可能更适应干旱环境。综上所述,春化及光周期基因对光合及产量性状有一定影响,携带vrn-D1位点的品种具有高且稳定的光合能力及产量水平,在小麦高光效育种中应注意利用。     

黄淮麦区（南片）小麦粒重基因 TaGS-D1和 TaCwi-A1等位变异检测及效应分析

小麦粒重是影响小麦产量的重要因素,为了解小麦粒重基因 TaGS-D1和 TaCwi-A1及其等位变异在黄淮麦区（南片）新育成小麦品种（系）中的分布情况,以94份黄淮麦区（南片）新育成小麦品种（系）为试验材料,利用功能标记GS7D、CWI22和CWI21对试验材料中 TaGS-D1和 TaCwi-A1位点的等位变异进行检测,并分析了不同等位基因以及等位基因组合与粒重之间的关系。结果表明,在 TaGS-D1位点,共检测到 TaGS-D1a和 TaGS-D1b两种等位基因,分布频率分别为80.85%和19.15%,含有 TaGS-D1a等位基因的小麦材料的粒重显著高于含有 TaGS-D1b等位基因的材料;在 TaCwi-A1位点,共检测到 TaCwi-A1a和 TaCwi-A1b两种等位基因,分布频率分别为67.02%和32.98%,含有 TaCwi-A1a等位基因的小麦材料的粒重显著高于含有 TaCwi-A1b等位基因的材料;在 TaGS-D1和 TaCwi-A1位点,共检测到 TaGS-D1a/TaCwi-A1a、 TaGS-D1a/TaCwi-A1b、 TaGS-D1b/TaCwi-A1a和 TaGS-D1b/TaCwi-A1b四种等位基因组合,分布频率分别为56.38%、24.47%、10.64%和8.51%,含有 TaGS-D1a/TaCwi-A1a等位基因组合的小麦材料的粒重显著高于具有其余三种等位基因组合的材料,含有 TaGS-D1b/TaCwi-A1b等位基因组合的小麦材料的粒重显著低于具有其余三种等位基因组合的材料。     

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。     

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。     

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。     

春化及光周期基因的等位变异对小麦主要农艺性状及产量的影响

为了解春化及光周期基因对小麦生育期、农艺性状及产量的影响,以田间种植的253份国内外小麦品种（系）为材料,利用分子标记检测其春化基因（Vrn-1）和光周期基因（ Ppd-D1）的等位变异,记录其抽穗期、开花期,在灌浆中期调查其株高、成穗数等农艺性状,收获后调查其产量性状。结果表明,供试材料中包含13种春化和光周期基因等位变异组合类型,其中含有 vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1+Ppd-D1a组合的材料最多,占59.68%; Vrn-1+Ppd-D1a 组合可显著缩短小麦播种至开花所需的时间。含有 Vrn-A1a或 Vrn-B1材料的成穗数显著多于含有 Vrn-D1 或 vrn-1的材料,但含有 Vrn-1不同等位变异的材料间产量无显著差异;含有 Vrn-A1a材料的旗叶长而窄。与含有 Ppd-D1b的小麦材料相比,含有 Ppd-D1a的材料开花期显著提前,且株高降低,同时穗下茎长、旗叶长和倒二叶长均显著缩短。综上,春化及光周期基因在影响小麦抽穗开花期的同时,对农艺性状和产量也有重要影响;含有 Vrn-D1+ Ppd-D1a组合的小麦材料在生育期稳定性、产量等性状上均表现优异,在育种中可多加利用。     

宁夏小麦黄色素含量相关基因的组成与分布

选育低黄色素含量品种是宁夏小麦品质改良的重要目标之一。为阐明宁夏小麦中控制籽粒黄色素含量基因TaZds-A1和TaZds-D1的组成及分布特点,利用其功能标记YP2A-1和YP2D-1对91份小麦品种进行检测与分析。结果表明,在TaZds-A1位点,等位变异TaZds-A1a(与低黄色素含量相关)和TaZdsA1b(与高黄色素含量相关)分别占59.3%和40.7%;在TaZds-D1位点,等位变异TaZds-D1a(与高黄色素含量相关)占95.6%,TaZds-D1b(与低黄色素含量相关)仅占4.4%。宁夏小麦黄色素含量基因位点存在4种等位变异组合类型:以TaZds-A1a/TaZds-D1a(57.1%)组合类型为主,TaZds-A1b/TaZds-D1a(38.5%)组合类型次之,TaZds-A1a/TaZds-D1b和TaZds-A1b/TaZds-D1b组合类型最低(2.2%);不同等位变异组合类型在不同地区间的分布比例也不同。