小麦春化相关基因研究进展

小麦（Triticum aestivum L.）是世界第二大粮食作物。春化作用是冬小麦成花必需过程,该过程同时伴随低温驯化,影响着小麦品种种植范围及产量。简要概述目前克隆的小麦春化相关基因及春化作用调控机理等研究进展,为小麦春化作用机理研究提供资料。     

小麦胚在萌发和春化处理过程中核酸含量和多聚核糖体的形成

在春化处理过程中,小麦胚的核酸代谢已被研究。核酸抗代谢物抑制冬性禾谷类作物的春化作用。过去我们已经指出,在剥离的冬小麦胚中,两部分提取性质有差异的RNA的比例,在春化处理过程中是不同的,尽管RNA的量没发现变化。Shiomi和Hori已经报道,在春化的大麦苗中,RNA和DNA的含量发生变化。这些结果说明,低温处理过程中小麦胚的核酸代谢对春化进程起重要作用。 另一方面,在萌发和春化处理过程中,小麦胚蛋白质的离体合成也被研究,在低温条件下,蛋白质合成下降。此外,在离体系统中,萌发的小麦胚和春化的小麦胚的产物之间也有差异。在小麦胚中,虽然多聚核糖体的快速形成都知发生在萌发初期,但是,在春化处理过程中小麦胚蛋白质合成体系的改变仍待阐明。 本研究在于比较萌发的和低温处理的小麦胚之间不同核酸种类的含量变化和多聚核糖体的形成。低温处理过程中,小麦胚的RNA和DNA含量比萌发期高,而两个时期的RNA/ONA、RNA/DNA和SRNA/总RNA的比率是一致的。在萌发和低温处理过程中,小麦胚的多聚核苷酸含量与曲线图之间的差异已被观察到。     

宁夏不同基因型小麦春化特异性研究

为了解宁夏引黄灌区小麦的发育特性,以4个春小麦品种(系)和4个冬小麦品种(系)为试验材料,采用0、5、10、20、30、40 d六种春化处理,研究了不同春化处理对小麦生育时期、穗分化进程、株高及产量构成的影响。结果表明:春化作用可促进小麦二棱期的出现和通过,缩短苗穗期,不同春化处理下,冬小麦苗穗期的变异系数较春小麦的高;适度延长低温春化时间能够限制小麦主茎的顶端优势,促进小麦从营养生长转向生殖生长,有利于小麦穗长的增长和产量的提高。     

玉米赤霉烯酮与冬小麦短日春化效应（简报）

已证明高等植物体内源产生的小分子活性物质──玉米赤霉烯酮（zearalenone，简称ZEN），与植物的春化作用和光周期诱导密切相关，但对其调控机理尚不明。本文报道冬小麦品种燕大1817幼苗在短日春化过程中内源ZEN含量的变化规律，为研究短日春化现象的内部机制提供新线索。植物材料：选用冬小麦（TriticumaestivumL．）品种燕大1817。处理方法：小麦干种子用0.1％HgCl2浸泡消毒10min，无菌水冲洗并浸泡过夜。将吸涨种子均匀播在铺有以无菌水浸湿滤纸的培养皿中，25℃下暗中萌发两天，然后播种于温室花盆石中，设5个处理：①长日光周期（…     

选育日长反应迟钝的冬小麦提高其丰产性和适应性

冬小麦的越冬性主要与春化要求有关;早熟性和丰产性与对长日照反应迟钝性有关.提出在我国南温带气候区,选育春化要求高,日长反应迟钝的冬小麦品种。能较好地解决早熟、大穗和抗寒性之间的矛盾,可望在小麦的丰产性和适应性上有所突破.     

我国小麦品种蛋白质及氨基酸的生化分析

三年来,我们利用现代的生物化学技术,对北京地区种植的主要冬小麦及春小麦品种籽粒中各种氨基酸进行了研究,并试图探索小麦籽粒蛋白质的改良途径。生化分析结果表明,冬小麦及春小麦种子蛋白质中最缺少赖氨酸,与联合国粮农组织对几种必需氨基酸暂定标准比较,几种供试分析的冬、春小麦品种赖氨酸含量的差距都很大、春小麦差距更大。除赖氨酸外,其余几种必需氨基酸,如亮氨酸,缬氨酸及苯丙氨酸等,在农大139、原冬774、原冬92、原冬772、原冬97及原冬767的蛋白质中,都超过了规定指标。生化分析结果还表明,春小麦籽粒蛋白质的含量一般都比冬小麦籽粒蛋白质的含量高些,但就其籽粒蛋白质中几种必需氮基酸的含量,却远不如冬小麦含量高,可见,从蛋白质的有效营养价值来说,冬小麦比春小麦高。通过提取几个春小麦及冬小麦品种籽粒中的醇溶蛋白,并分析了其中的氨基酸,证实各个小麦品种籽粒的醇溶蛋白,主要缺少的也是赖氨酸。根据试验结果,我们认为在小麦蛋白质育种上,不能只注意高蛋白质的含量,还应考虑把重点放在蛋白质中赖氨酸的提高。通过有性杂交或各种物理化学因子的处理,对改良小麦及其它作物的蛋白质品质是有希望的。这是一个值得重视的问题。     

小麦冻害及其防御

一、越冬期冻害 小麦越冬期发生冻害的原因有以下几种: 1.品种春性较强.冬小麦需要一个低温阶段才能起身拔节,我们称这个低温阶段为春化阶段.品种通过春化所需的温度越低、时间越长,该品种的冬性越强;反之,春性强.小麦通过了春化阶段,发育进入二棱期,抗寒能力大大减弱.春性强的品种在冬前遇到冷空气后通过春化,冷空气过后小麦迅速发育,甚至起身拔节.     

低温在小麦春化过程中生理作用的初步探讨

试验采用不同品种小麦,在1—3℃下进行种子春化处理0—60天。结果表明:(1)春化中的低溫有两种效应,即启动幼穗分化和抑制生长。对于春性小麦,低温只有后一种效应。(2)用放射免疫法测定幼穗内ABA的含量,结果发现,春性小麦>偏春性>冬性>强冬性,而与各类小麦对低温的需要程度顺序相反。此外,种子经春化处理过的幼苗,其幼穗ABA含量均比对照高。所以,可初步认为:冬、春性或冬、春性强弱不同的小麦在温度要求上的差异,是体内抑制型激素水平存在差异的反映,春化处理所产生的效应,是由于低温诱发体内产生ABA所造成。     

双性小麦─—需要开拓的小麦第三基因库─—兼谈温光型核不育小麦的利用

双性小麦类群是生长发育特点与冬小麦和春小麦都不相同的小麦第三基因库。由于这一类群小麦具有较高的抗寒性，秋播可以和冬小麦一样安全越冬，不同的是开花结实不需要经过春化；春播像春小麦一样正常抽穗结实，具有很好的播种期适应性。如果将温光型核不育小麦的育性转换机制转育到双性小麦上，同一品种既可秋播也可春播，使雄性细胞的减数分裂期和开花期有较大的温光环境差异，为实现其雄性不育或可育的转换提供了很好的条件，从而使杂种小麦的两系制种能够在更广阔的地区和更多的小麦品种类型上广泛应用。     

张家口地区冬麦春播的生育表现及其田间春化条件的研究

以冬性小麦在张家口地区春播试验为依据,阐明了冬性小麦品种在张家口地区能够通过春化反应正常成熟,为本地区利用冬性品种,解决降水集中盛期和春麦需水盛期不吻和的矛盾,提供了可行性依据。同时也表明:低温并非冬小麦田间春化的唯一条件,较宽的温度范围和较短的日照长度相组合,也能保证田间春化的顺利通过。     

The Relationship Between Developmental Accumulation of Leaf Soluble Proteins and Vernalization Response of Wheat （Triticum aestivum L.em. Thell）

The relationship between vernalization requirement and quantitative and qualitative changes in total leaf soluble proteins were determined in one spring （cv. Kohdasht） and two winter （cvs. Sardari and Norstar） cultivars of wheat （Triticum aestivum L.） exposed to 4℃. Plants were sampled on days 2, 14, 21 and 35 of exposure to 4℃. The final leaf number （FLN） was determined throughout the vernalization periods （0, 7, 14, 24, and 35 d） at 4℃. The final leaf number decreased until days 24 and 35 in Sardari and Norstar eultivars, respectively, indicating the vernalization saturation at these times. No clear changes were detected in the final leaf number of Kohdash cultivar, verifying no vernalization requirement for this spring wheat cultivar. Comparing with control, clear cold-induced 2-fold increases in proteins quantity occurred after 48 h following the 4℃-treatment in the leaves of the both winter wheat cultivars but, such response was not detected in the spring cultivar. However, the electrophoretic protein patterns showed between-cultivar and between-temperature treatment differences. With increasing exposure time to 4℃, the winter cultivars tended to produce more HMW polypeptides than the spring cultivar. Similar proteins were induced in both Sardari and Norstar winter wheat cultivars, however, the long vernalization requirement in Norstar resulted in high level and longer duration of expression of cold-induced proteins compared to Sardari with a short vernalization requirement. These observations indicate that vernalization response regulates the expression of low temperature （LT） tolerance proteins and determines the duration of expression of LT- induced proteins.     

改变冬小麦为春小麦的研究

该项研究表明,用不同日数春化处理和连续春播的方法,经过3—4代,可将冬小麦改变为遗传上稳定的春小麦。从阿芙乐尔、高加索和五十周年三个冬小麦品种得到大量的春性品系。冬小麦的基因型和春化处理的时间对冬小麦的转化有明显影响。没有从无芒1号冬小麦品种得到春性品系。春性品系只出现在一定日数春化处理的后代中,但和春化处理日数之间没有规律性的联系。冬小麦向春小麦的转化是逐渐进行的,转化第三代是冬小麦向春小麦转化的关键时期。转化春小麦保持了原始冬小麦品种的一些质量性状,农艺性状表现出广泛的变异。改变冬小麦为春小麦可作为其他育种方法之外创造春小麦育种材料和丰富春小麦种质资源的一个新途径。     

中国小麦地方品种春化基因的分布及其与冬春性的关系

【目的】了解春化作用相关基因在中国小麦地方品种中的分布特点及其与小麦冬春性的关系,促进小麦地方品种的合理利用。【方法】采用小麦春化作用相关基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1和Vrn-B3的STS分子标记,对其在中国小麦十大生态栽培区的153份地方品种中的分布进行检测,并分析其与冬春性的关系。【结果】(1)中国小麦地方品种中4个显性春化基因的分布频率依次为60.78%(Vrn-D1)、5.88%(Vrn-A1a)、5.23%(Vrn-B1)和0(Vrn-B3)。(2)Vrn-A1a和Vrn-B1在东北春麦区等春麦区地方品种中的分布频率较高,以东北春麦区最高,达50%和33.33%,在大部分冬麦区未检测到这2个显性突变。10个麦区地方品种均检测到Vrn-D1,在青藏春冬麦区地方品种分布频率最高(83.33%),也是在中国冬麦区小麦地方品种中检测到的主要春化基因类型。(3)中国十大麦区地方品种的春化基因型与其对春化作用的要求基本吻合,除中部和南方冬麦区地方品种基因型与文献记载的冬春性的一致性指数较低外,其它麦区的冬春性一致性指数较高。【结论】通过分子标记检测,明确了中国小麦地方品种的春化基因类型及其分布特征,分子检测与田间观察相结合能够更准确地反映品种的冬春性。     

小麦幼穗分化的温光反应研究──春化对小麦幼穗分化的效应

在生长箱控制条件下，利用６个春麦品和３个冬小麦品种进行春化实验，着重研究了春化处理对小麦穗分化各个阶段的效应．结果表明，①伸长期：春化处理使伸长期所需积温值降低，叶龄值减少，但延长出苗－伸长期持续天数；②伸长－二棱初期：该期的实际天数、所需积温值及二棱期的叶龄值均随春化处理而降低，其实际天数与出苗至抽穗期的相关系数达到０．９７０８；③二棱初期－护颖期：该期实际天数、所需积温值及护颖期叶龄值也随春化处理而降低，其实际天数与出苗至抽穗期天数的相关系数达到０．７９８６．因此，春化效应不仅表现在促进小穗原基分化的开始，而且加快小穗分化的完成．春化处理对护颖期以后的穗分化过程影响很小．本文认为．应将护颖分化期视作春化效应结束期而非春化阶段结束的标志。     

当前山东省小麦主推品种春化弱强和排序及类型划分研究

为了明确当前山东省小麦主推品种的春化表现,以应对秋冬气候变暖,依品种春化特性科学确定始播期,从秋种源头上预防冬前旺长和越冬期冻害,选择了19个小麦主推品种,以春麦辽春18为CK,采用干种子田间春季分期播种和室内人工春化晚春田间定植2种方法,研究了19个主推品种的春化弱强和排序,并对其春化类型进行了划分。结果表明:按春化从弱到强依次排序为辽春18→济麦20→济宁16→潍麦8→济麦22→良星99→济南17→邯6172→烟5286→山农664→济麦19→烟农24→济宁12→烟农15→泰山23、淄麦12→临麦2和泰山9818→济麦21→烟农19。烟农19和济麦21为冬型,其余17个冬麦品种均为半冬型。半冬型品种占绝大多数,冬型品种很少。在半冬型品种中,排序越在前,春化越弱;排序越在后,春化越强。     

The wheat VRN2 gene is a flowering repressor down-regulated by vernalization

Plants with a winter growth habit flower earlier when exposed for several weeks to cold temperatures, a process called vernalization. We report here the positional cloning of the wheat vernalization gene VRN2, a dominant repressor of flowering that is down-regulated by vernalization. Loss of function of VRN2, whether by natural mutations or deletions, resulted in spring lines, which do not require vernalization to flower. Reduction of the RNA level of VRN2 by RNA interference accelerated the flowering time of transgenic winter-wheat plants by more than a month.     

冬春两性优质小麦辐射突变体的诱发与选育

通过快中子辐射冬小麦农大139,选育出短春化,发育快、早熟、抗寒、优质的突变系—傲霜一号。该品种秋播分蘖力强,越冬抗寒性强、早春播可正常抽穗。表现了良好的适应性。     

关于冬小麦低温春化、南繁加代的初步探讨

以京冬8号、冬春杂交06F0代217份、06F2代7份、06F3代12份、06F4代55份、06F6代9份为试验材料,通过低温春化、南繁加代,得出以下结论:冬春杂交F0代,在杂交后18 d收获,子粒培养至幼苗为三叶期时定植;采用高低温破眠方式时,还须采取一些辅助手段完全打破种子休眠;冬小麦春化阶段对低温最敏感的部位在叶片。