Diversity of Growth Habits and Their Association with VRN Allele of 81 American Wheat Lines

Eighty-one wheat accessions including 50 southern regional performance nursery (SRPN) lines and 31 northern regional performance nursery (NRPN) lines from the United States were tested to evaluate the growth habit by chilling treatments and to estimate the VRN allele variation with 19 pairs of published VRN primers. Two spring wheat accessions and 44 semi-spring wheat accessions were confirmed based on their chilling days' requirement and polymorphism was found at VRN loci. The Vrn-A1 allele had the highest frequency in the RPN accessions and VA1-CAPs markers identified growth habit of RPN lines. No polymorphism was found at the VRN3 loci and some polymorphism at the region of promoter and the first intron of VRN1 was not always consistent to growth habit in the wheat RPN accessions. The existence of variation in VRN alleles suggested that singly using the dominant Vrn allele is possible to extend the diversity of wheat accessions and improve their adaption to different environments in autumn-sowing region. This information will be useful for the cultivars exploitation and wheat breeding program.     

调控小麦春化发育特性的相关基因研究进展

小麦春化发育过程主要受VRN1、VRN2、VRN3等基因的调控。对小麦春化基因的研究进展及其互作关系进行了综述,指出小麦VRN1基因经低温诱导可以加速植株茎尖由营养生长向生殖生长转变,VRN1的3个部分同源基因的等位变异是小麦春化发育特性差异的主要决定因子;VRN2基因是一个开花抑制因子,其核心作用结构域的单碱基突变会使基因失去功能;VRN3基因被长日照诱导,可促进植株开花,基因的等位差异对小麦开花时间早晚有显著影响。VRN1、VRN2、VRN3 3个主要春化相关基因之间的互作共同调控小麦开花的春化响应途径。     

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.     

两个小麦-黑麦远缘杂交高代抗病株系的贮藏蛋白分析

通过SDS PAGE、A PAGE方法对两个小麦 -黑麦远缘杂交高代抗病株系 98- 110 4、98- 917共 2 6个材料的高分子量谷蛋白亚基的组成、醇溶蛋白Gli B1l特异位点的有无分别进行了分析。结果表明 ,在这 2 6个材料的Glu A1、Glu B1、Glu D1位点上分别检测到了 2、3、2个等位基因 ,在每个位点上 ,出现频率最高的等位基因分别为Glu A1a(96 15 % )、Glu B1b(92 30 % )、Glu D1d(84 6 2 % )。Nei’s遗传变异系数H分析表明 :供试材料在Glu D1位点上变异最大 ,其次是Glu B1、Glu A1;其中株系 98- 110 4在Glu A1、Glu B1、Glu D1位点上的遗传变异系数H分别为 0、0 180、0 180 ,株系 98- 917在这 3个位点上的遗传变异系数H相应为 0 117、0 117、0 30 5。从高分子量谷蛋白亚基组成分析可知 ,此高代抗病株系高分子量谷蛋白亚基组合方式共有 5种 :(1、7+8、5 +10 )、(1、7+9、2 +12 )、(1、7+8、2 +12 )、(N、7+8、5 +10 )、(1、14 +15、5 +10 ) ;其中亲本A4 2 912类型 (1、7+8、5 +10 )所占比例最多 ,为80 77%。另外通过A PAGE方法检测出 4个具有亚基组成变异的材料 98- 110 4 - 9(1、7+9、2 +12 )、98- 917- 15(1、7+8、2 +12 )、98- 917- 2 7(N、7+8、5 +10 )、98- 917- 2 9(1、14 +15、5 +10 )均为 1RS/ 1BL易     

小麦果聚糖合成酶基因6-SFT-A单核苷酸多态性分析及其定位

 【目的】小麦果聚糖合成酶基因6-SFT是果聚糖合成过程中的关键酶基因,研究6-SFT-A的多态性,分析其与小麦苗期抗旱性的关系,并进行遗传定位。【方法】以苗期抗旱性不同的30份六倍体小麦和4份小麦A基因组供体种乌拉尔图小麦为材料,通过直接测序分析6-SFT-A的单核苷酸多态性（SNP）及其与抗旱性的关系;开发基因分子标记,利用RIL群体（偃展1号×内乡188）对该基因进行遗传定位。【结果】在30份六倍体小麦材料中检测到14个核苷酸多态性位点,包括13个SNP和1个InDel,平均234 bp检测到一个多态性位点,仅在1 727和1 781 bp 2个位点检测到非同义突变;在4份乌拉尔图小麦中检测到28个SNP和4个InDel,其频率明显高于普通小麦。该基因的内含子1、2、3和外显子3为变异富集区,其它区域变异较小,外显子2变异最小,π值为0。34份材料分为3种单倍型,HaplⅠ主要包括中等抗旱材料和水敏感材料,Hapl Ⅲ中主要包括强抗旱材料和中等抗旱材料。利用RIL群体将该基因定位于染色体4A的标记Xcwm-27与Xwpt688之间,遗传距离分别为5.3和7.9 cM。【结论】单倍型分析表明,小麦果聚糖合成酶基因6-SFT-A单倍型与小麦苗期抗旱性有一定的相关性。     

云南铁壳麦D染色体组SSR标记遗传多样性研究

为进一步研究云南铁壳麦D染色体组的遗传变异,利用分布于D染色体上的29对SSR引物对31份云南铁壳麦进行了遗传多样性分析,其中22个位点具有多态性,共扩增出60个等位位点,每个引物扩增出1～4个,平均2.1个。等位变异较人工合成麦及二倍体材料(平均2.4个)和育成品种(平均2.2个)低,但较地方品种(平均1.9个)丰富;多态性信息指数变幅为0～0.639,平均为0.217;等位变异2D>5D>1D=3D>7D>4D=6D;云南铁壳麦平均遗传相似系数为0.749,变幅在0.231～1,与人工合成麦及二倍体材料之间的遗传距离较远,与育成品种间的遗传距离最近。根据遗传相似系数云南铁壳麦可划分为11大类群,类群与变种和来源地都不相一致。     

黄淮南片麦区区试小麦品种(系)的遗传多样性及Pm21和1BL/1RS分子检测

为了解当前黄淮麦区区试品种(系)的遗传特征,利用分布于小麦基因组的96对SSR标记分析2016年参加黄淮南片麦区品种试验的78个小麦品种(系)的遗传多样性,同时,对Pm21基因和1BL/1RS易位系进行分子检测。结果表明,96对SSR引物中有80对(83.3%)在所有材料表现多态,共检测到307个等位变异,变幅为1~8,平均每个引物扩增3.84个等位变异;位点多态性信息含量(PIC)变幅为0.10~0.83,平均0.62;供试材料的遗传距离变幅为0.14~0.16,平均0.58。78个材料均不含有Pm21基因,69个(88.5%)材料属于1BL/1RS易位系。     

新疆小麦地方品种遗传多样性的SSR分析

为了评价新疆小麦地方品种的遗传多样性,利用42对SSR引物对75份新疆小麦地方品种进行遗传多样性分析。结果表明：在75份地方品种中42个SSR位点共检测到317个等位变异,等位变异变化范围为2~15个,平均7.55个;多态性信息指数(PIC值)变化范围为0.169~0.905,平均0.696。基因组的平均等位变异是D＞B＞A,遗传多样性指数为B＞D＞A。聚类分析表明75份供试新疆小麦材料可划分为3大类8亚类,聚类结果与材料的生态型密切相关,冬小麦地方品种和春小麦地方品种分别归属不同的类或亚类,春小麦地方品种的遗传多样性高于冬小麦地方品种,同时也反映了一定的地域特性。总之,新疆小麦地方品种具有丰富的遗传多样性,可用以拓宽育成品种的遗传基础。     

小麦TaSnRK2.10的多态性及与农艺性状的关联

【目的】蔗糖非发酵蛋白激酶（SnRK）是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在植物信号传递途径中发挥着重要作用。研究小麦TaSnRK2.10的多态性,开发其功能标记,并进行标记-表型性状关联分析,为利用分子标记进行遗传改良和种质创新提供依据。【方法】以30份多态性较高的六倍体普通小麦及其野生近缘种的二倍体和四倍体为材料,通过测序分析TaSnRK2.10-A的序列多态性;利用中国春缺-四体材料对该基因进行染色体定位;利用RIL群体（偃展1号×内乡188）对基因进行遗传定位;根据TaSnRK2.10-A序列多态性,开发分子标记,以262份普通小麦构成的自然群体为材料分析基因单倍型与表型性状的关联特性。【结果】克隆了小麦TaSnRK2.10的A、D基因组序列,在由30份多态性较高的小麦材料组成的自然群体中,没有检测到来自D基因组的TaSnRK2.10-D序列多态性;TaSnRK2.10-A全长4 688 bp,包括启动子1 934 bp、5′-UTR 343 bp、编码区2 319 bp及3′-UTR 92 bp。在基因全长序列中共检测到15个SNP、2个InDel。其中,启动子区有8个SNP,5′-UTR有2个,编码区有5个。位于编码区的5个SNP中,2个存在于外显子,其中一个是非同义突变。2个InDel均位于编码区。根据序列多态性分别设计了启动子区的分子标记PM1和PM2,以及基因编码区的分子标记GM1和GM2。利用中国春缺-四体材料将TaSnRK2.10-A定位于小麦染色体4A,利用RIL群体将TaSnRK2.10-A定位在染色体4A的标记Xwpt7001和WMC48之间,与2个侧翼标记的遗传距离分别为5.1 cM和25.7 cM。利用开发的4个分子标记,将自然群体的262份材料分为4种单倍型,分别与千粒重、单株穗数和每穗小穗数显著相关或极显著相关,HapⅡ和HapⅢ是提高千粒重的优异单倍型。4 184 bp位点为C时,为高千粒重的优异等位变异。【结论】小麦TaSnRK2.10-A位于染色体4A。HapⅡ和HapⅢ是提高千粒重的优异单倍型,HapⅣ是提高单株穗数的优异单倍型,4 184 bp位点的胞嘧啶（C）是优异等位变异。     

对源于CIMMYT的优质小麦资源在四川小麦品质育种中利用的评价

应用种子储藏蛋白电泳方法 ,对来源于CIMMYT的 2 0余份优质春小麦进行了醇溶蛋白位点Gli - 1和谷蛋白位点Glu - 1的遗传变异分析。结果表明 ,供试材料中Gli- 1位点存在较大的遗传多样性 ,其中Gli-B1l的频率较低 ,说明 1RS/1BL易位系较少 ,Gli- 1B位点亚基缺位也具有一定的比例 ,可能该位点对小麦品质没有负效应。在Glu - 1位点的等位基因的变异上 ,亚基 2 、17+ 18和 5 + 10所占的比例较高 ,故亚基的综合评分高。因此 ,可以在四川小麦育种中利用这些材料在种子醇溶蛋白组成上的变异 ,以丰富四川小麦的遗传多样性 ,在育种中注重改良1RS/1BL易位系品种的品质 ,同时转入优良的高分子谷蛋白亚基 ,进一步提高四川小麦中优质亚基的频率。另外 ,还对四川小麦育种利用国外优质小麦种质资源的策略进行了讨论     

新疆冬小麦地方品种高分子量麦谷蛋白亚基的地理分布及其新发现亚基的特性

[目的]和方法]为了揭示新疆小麦地方品种高分子量谷蛋白亚基( HMW - GS)的遗传多样性,对新疆北部地区(北疆)、东部地区(东疆)和南部地区(南疆)小麦地方品种HMW - GS的分布进行了研究.[结果]研究表明:新疆小麦地方品种HMW - GS等位变异的分布与其地理来源具有密切关系,除Glu - B1位点外,Glu -A1和Glu - D1位点等位变异在北部地区、东部地区和南部地区的分布频率存在显著差异.在Glu - A1位点,Glu - A1c编码的亚基出现的频率最高,其次是Glu - A1b编码的2*亚基;但在北部地区,几乎所有品种都含有Glu -A1c编码的亚基,仅有1个品种含有Glu-A1b编码的2*亚基.在Glu - B1位点,新疆大多数小麦地方品种含有Glu -B1b编码的7+8亚基.在Glu - D1位点,新发现的等位基因Glu -D1bp(t)编码的2.6亚基在东疆和南疆出现的频率较高,但在北疆出现的频率最低,分别为91;(东疆),61;(南疆),19;(北疆);等位基因Glu - D1bp(t)在南疆冬小麦地方品种中普遍存在.然而,北疆是以等位基因Glu - D1a编码的2+12亚基为主,其频率为83;.关于Glu - D1bp(t)的起源,推测可能是在南疆地区自然突变产生,然而由于南疆和东疆荒漠化造成的地理阻碍使其向北疆传播的概率较低,同时抑制了该基因向东亚地区的迁移.[结论]基于DNA序列的氨基酸序列比对,发现Glu -D1bp(t)编码的2.6亚基与Glu - D1al编码的2.2*亚基非常相似.     

皖南黑猪H-FABP基因5'-上游区和第二内含子的多态性分析及克隆测序

对皖南黑猪心脏脂肪酸结合蛋白(H-FABP)基因5’-上游区和第二内含子的多态性进行分析及克隆测序,为开展皖南黑猪肉质性状分子育种奠定理论基础。采用PCR-RFLP(HinfⅠ、HaeⅢ、MspⅠ3种限制性内切酶)分子标记技术,分析了184头皖南黑猪H-FABP基因5’-上游区和第二内含子区的遗传变异情况,并对该基因的多态片段进行克隆和测序分析。结果显示:(1)在5’-上游区,HinfⅠ位点上存在多态性,等位基因H的基因频率为0.62,表现为中度多态(PIC=0.359 6);在第二内含子区,HaeⅢ位点上存在多态性,等位基因D的基因频率为0.92,表现为低度多态(PIC=0.130 7);而MspⅠ位点上尚未检测到多态,基因型均为AA型;HinfⅠ*位点上也存在多态性,等位基因B的基因频率为0.78,表现为中度多态(PIC=0.282 4);(2)χ2检验表明,除5’-上游区HinfⅠ多态位点外,其他3个位点均达到Hardy-Weinberg平衡状态(P0.05);(3)对H-FABP基因3个多态片段进行克隆测序分析发现,HinfⅠ-RFLP是由于1 324 bp处存在T→C的突变引起,HaeⅢ-RFLP是由于1811bp处存在C→G的突变引起,HinfⅠ*-RFLP是由于1 970 bp处存在C→T的突变引起。本试验确证了皖南黑猪H-FABP基因5’-上游区的多态位点并在第二内含子区检测到了HaeⅢ和Hinf*Ⅰ多态位点,这可为进一步分析H-FABP基因不同基因型与IMF含量的关系,以及确定影响IMF沉积的主效基因提供一定的数据基础。     

Allelic Variation and Genetic Diversity at HMW Glutenin Subunits Loci in Yunnan,Tibetan and Xinjiang Wheat

Allelic variation and genetic diversity at HMW glutenin subunits loci, Glu-A1, Glu-B1and Glu-D1 were investigated in 64 accessions of three unique wheats of western China using sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). Two HMW glutenin patterns (i.e., "null, 7+8, 2+12" and "null, 7, 2+12") in 34 Yunnan wheat accessions, 3 HMW glutenin patterns (i.e., "null, 7+8, 2+12"; "null, 6+8, 2+12" and "null, 7+8, 2") in 24 Tibetan accessions and 1 HMW glutenin pattern ("null, 7, 2+12") in 6 Xinjiang wheat accessions were found. The Tibetan accession TB18 was found to be with a rare subunit 2 encoded by Glu-D1. A total of 4 (i.e., Glu-A1c, Glu-B1a, Glu-B1b and Glu-D1a), 5 (i.e., Glu-A1c, Glu-B1d, Glu-B1b, Glu-D1a and Glu-D1) and 3 alleles (i.e.,Glu-A1c, Glu-B1a and Glu-D1a) at Glu-1 locus were identified among Yunnan, Tibetan and Xinjiang unique wheat accessions, respectively. For Yunnan wheat, Tibetan wheat and Xinjiang wheat, the Nei′s mean genetic variation indexes were 0.1574, 0.1366 and 0,respectively, which might indicate the higher genetic diversity at HMW glutenin subunits loci of Yunnan and Tibetan wheat accessions as compared to that of Xinjiang wheat accessions. Among the three genomes of hexaploid wheats of western China, the highest Nei′s genetic variation index was appeared in B genome with the mean value of 0.2674,while the indexes for genomes A and D were 0 and 0.0270, respectively. It might be reasonable to indicate that Glu-B1 showed the highest, Glu-D1 the intermediate and GluA1 always the lowest genetic diversity.     

四川省部分小麦新品系醇溶蛋白遗传多样性分析

利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳 (APAGE)对 2 0 0 1年参加四川省区试的 2 0个小麦新品系和 2个对照品种进行了醇溶蛋白基因位点的特异性检测 ,分析了不同品系 (种 )间醇溶蛋白带型的遗传差异。结果表明 ,2 2个小麦品系(种 )具有 2 2种带型 ,每个材料分离出 18～ 2 9条带 ,2 2个材料共分离出 5 6条带 ,其中 4 9条具有多态性 ,占 87 5 %。2 0个新品系中具有 1RS/ 1BL易位系标记性位点Gli B1l的有 11个 ,占供试新品系的 5 5 %。 2 2个材料间的遗传距离在 0 0 4 3～ 1 0 0间 ,平均值为 0 4 4 4 ;1RS/ 1BL易位系与非 1RS/ 1BL易位系间的遗传距离较大。基于遗传距离的聚类分析表明 :供试材料在遗传距离 0 5 0水平上明显聚为 4类。分析表明 ,供试四川小麦新品系具有较为广泛的基于醇溶蛋白带谱的遗传多样性。同时还探讨了供试材料中Gli B1l位点高频率存在的原因及进一步合理利用1B/ 1R易位系的可能性     

部分小麦新品种(系)的醇溶蛋白遗传多样性分析

为了揭示小麦(Triticum aestivumL.)品种间的遗传多样性,采用A-PAGE方法对58份来自不同育种单位的小麦新品种(系)进行了醇溶蛋白遗传多样性分析.全部供试品种(系)共检测到886条带,每份材料可电泳出8~20条带,平均15.3条.试验共获得迁移率不同的谱带86条,其中第2和第4条谱带出现的频率最高,分别为53.45%和50.00%,其余的谱带多态性很高,说明被检测的小麦新品种(系)间存在丰富的醇溶蛋白遗传异质性.供试材料间的遗传距离(genetic distance,GD)变异范围在0.26~0.83,平均为0.55.聚类分析在GD值为0.81水平上可将供试材料分为3大类群.研究数据为被检测材料在育种中的利用提供了有用信息.     

淮麦系列品种/系与澳大利亚资源的SSR遗传差异分析

利用26对SSR引物,对本所通过轮回选择选育的淮麦系列品种/系以及引进的澳大利亚小麦种质资源共48份材料进行了遗传差异分析。结果表明:26对引物共检测到154个等位变异,每个引物检测到的等位变异数量为2～11个,平均5.92个;26对SSR位点的遗传多态性信息含量(PIC)在0.040～0.881;品种/系间的遗传相似系数(GS)为0.64～1.00。聚类分析结果把这些品种/系分为4大类。     

东方小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法,对87份东方小麦(TriticumturanicumJakubz.)的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成检测表明,Glu-A1和Glu-B1分别具有2种和5种不同的亚基类型。在Glu-B1位点上,东方小麦具有其明显的特点,13+16亚基出现频率最高,达60.92%,而这种亚基在普通小麦中属稀有亚基。在Glu-A1位点上,东方小麦与普通小麦、密穗小麦和硬粒小麦相似,null为主要亚基类型。筛选出具有2或7+8优质亚基的材料各9份,其中来自埃塞俄比亚的1份材料CItr14598具有(2,7+8)优质亚基组合,确属品质育种中难得的优异基因资源,可供普通小麦优质育种利用。     

Detection of Allelic Variation in Chinese Wheat (Triticum aestivum L.) Germplasm with Drought Tolerance Using SSR Markers

Allelic variation in two domestic wheat landraces, Pingyaobaimai and Mazhamai, two cornerstone breeding materials and their derived cultivars with drought tolerance was detected by SSR (simple sequence repeat) markers. The clustering of 25 accessions showed that the similarity between Pingyaobaimai and Yanda1817, the latter was developed from the former, was 0.71, the highest one of all accessions, but the similarities were very low between these two accessions and other accessions including their derived cultivars. A similar situation was revealed between Mazhamai and its derived cultivars. Pingyaobaimai and its three derived cultivars shared three alleles at loci Xgwm526, Xgwm538 and Xgwm126 on chromosome arms 2BL, 4BL and 5AL, respectively. There were six shared alleles in Mazhamai and its derived cultivars, in order of Xgwm157,Xgwm126, Xgwm212, Xgwm626, Xgwm471 and Xgwm44 on chromosome arms 2DL, 5AL, 5DL, 6BL, 7AS and 7DC, respectively. Only one shared allele was detected between the pedigrees of Pingyaobaimai and Mazhamai. The difference of shared alleles in two cornerstone breeding materials and their derived cultivars revealed the diversity in Chinese wheat germplasm with drought tolerance and the complication in genetic basis of drought tolerance in wheat.     

云南、西藏与新疆小麦高分子量谷蛋白亚基组成及遗传多样性分析

 用SDS-PAGE法分析了64份中国西部特有小麦征集材料的高分子量谷蛋白亚基组成及遗传多样性。从34份云南小麦中，发现2种高分子量谷蛋白谱带（null、7+8、2+12和null、7、2+12）；从24份西藏小麦中，发现3种高分子量谷蛋白谱带（null、7+8、2+12, null、6+8、2+12和null、7+8、2），其中西藏小麦TB18的Glu-D1位点仅编码亚基2；从6份新疆小麦中，观察到1种高分子量谷蛋白谱带（null、7、2+12）。在云南、西藏和新疆这3种中国西部特有的小麦材料中，Glu-1位点分别出现4（Glu-A1c、Glu-B1a、Glu-B1b和Glu-D1a）、5（Glu-A1c、Glu-B1d、Glu-B1b、Glu-D1a和Glu-D1？）和3个（Glu-A1c、Glu-B1a和Glu-D1a）等位基因。云南小麦、西藏小麦和新疆小麦材料内的Nei's平均遗传变异系数分别为0.1574、0.1366和0，表明云南小麦和西藏小麦材料内的高分子量谷蛋白位点的遗传变异要高于新疆小麦。云南小麦、西藏小麦和新疆小麦A、B和D基因组的Nei's平均遗传变异系数分别为0、0.2674和0.0270，这说明在遗传多样性方面，Glu-B1位点最高，其次为Glu-D1位点，Glu-A1位点最低。     

Evaluation of Aegilops tauschiifor Heading Date and Its Gene Location in a Re-synthesized Hexaploid Wheat

The successful worldwide cultivation of hexaploid wheat in a diverse range of environments is because of, in part, breeding and selection for appropriate heading date. To adjust and fine-tune the heading time of hexaploid wheat to particular geographical regions and specific environment within these, there is an urgent need to evaluate and use alternative alleles for heading time. Aegilops tauschii, the donor species of D-genome of hexaploid wheat, has a wide geographic distribution. The present study revealed a wide variation for heading time among 56 Ae. tauschii accessions. All the accessions with short heading dates belonged to the ssp. tauschii, whereas most of ssp. strangulata accessions showed very long heading date. The heading date was also related to distribution of this species. The monotelosomic and monosomic analysis of a synthetic hexaploid wheat showed that chromosome 2D derived from ssp. tauschii accession AS60 had a major effect on promoting heading time with a reduction of more than 5 days. It is postulated that this Ae. tauschii genotype possess the allele Ppd-D^t1 responsible for the insensitivity to photoperiod. This allele is probably different from Ppd-D1 existing in hexaploid wheat. The new allele Ppd-D^t1 derived from Ae. tauschii might be used as a source for hexaploid wheat breeding on photoperiod response.