普通小麦抽穗期控制基因TaHd1研究进展与展望

抽穗期是对普通小麦(Triticum aestivum L.)安全生产有重要影响的农艺性状,也是一个复杂的受多基因协调互作控制的性状。对普通小麦抽穗期基因控制系统、普通小麦抽穗期基因之一——Ta Hd1的克隆与功能、基因组定位、直向同源区微进化研究进展等方面进行了概述,以期为普通小麦抽穗期性状改良提供一定的理论参考。     

普通小麦（T.aestivum L.）不同作图群体抽穗期QTL分析

 【目的】对小麦抽穗期进行数量性状位点（QTL）分析。【方法】以旱选10号/鲁麦14和温麦6号/山红麦两个作图群体为材料，在大田及温室条件下，观察小麦抽穗期等性状。利用混合线性模型，进行QTL分析。【结果】抽穗期在两个作图群体中均呈现连续分布，表现为多基因控制的数量性状；共检测到9个 QTL位点，分别位于染色体2D、3B（2个）、3D、4A、5B、6B、6D和7D上，对抽穗期的贡献率在3.97%～22.91%之间；有15组QTL位点之间存在基因互作效应，互作的加性效应大小范围为0.77～2.16 d，互作效应对性状的贡献率在4.35%～21.44%之间。【结论】抽穗期QTL的检测受环境影响较大；抽穗期QTL位点在染色体上的分布较多；不同染色体间则存在基因互作现象。     

普通小麦（T．aesfivumL．）不同作图群体抽穗期QTL分析

【目的】对小麦抽穗期进行数量性状位点（QTL）分析。【方法】以旱选10号／鲁麦14和温麦6号／山红麦两个作图群体为材料，在大田及温室条件下，观察小麦抽穗期等性状。利用混合线性模型，进行QTL分析。【结果】抽穗期在两个作图群体中均呈现连续分布，表现为多基因控制的数量性状；共检测到9个QTL位点，分别位于染色体2D、3B（2个）、3D、4A、5B、6B、6D和7D上，对抽穗期的贡献率在3．97％～22．91％之间；有15组QTL位点之间存在基因互作效应，互作的加性效应大小范围为0．77～2．16d，互作效应对性状的贡献率在4．35％～21．44％之间。【结论】抽穗期QTL的检测受环境影响较大；抽穗期QTL位点在染色体上的分布较多；不同染色体间则存在基因互作现象。     

小麦品种偃展1号与品系早穗30重组自交系群体遗传连锁图谱构建及重要农艺性状的QTL分析

【目的】构建重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体及其遗传连锁图谱,对小麦重要农艺性状进行数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)分析,为发现小麦新基因与分子标记辅助育种奠定基础。【方法】配制普通小麦品种(系)早穗30和偃展1号的杂交组合,通过一粒传的方法培育重组自交系群体;利用SSR(simple sequence repeat)标记、DarT(diversity arrays technology)标记、ISBP(insertion site-basedpolymorphism)标记以及抽穗期和株高的功能标记绘制其遗传连锁图谱并通过复合区间作图法(Compositeinterval mapping,CIM)对多个环境下的抽穗期、株高、千粒重、穗粒数、每穗小穗数、穗长等农艺性状进行QTL定位分析。【结果】培育出由219个F7家系组成的重组自交系群体;构建了含481个分子标记的遗传连锁图谱;检测出分布在12条染色体上的26个与重要农艺性状相关的QTL,其中9个QTL能够在至少2个环境下重复;研究还发现了3个QTL聚集的"QTL簇",其中4D染色体上的矮秆基因Rht2所在区段控制株高与千粒重,5D染色体上的Vrn-D1-WMS212区间控制抽穗期、穗粒数与每穗小穗数,7B染色体上wPt4230-wPt4814区段控制抽穗期、穗粒数、株高与穗长。【结论】构建的小麦遗传作图群体可成功地用于重要农艺性状分析;矮秆基因Rht2与春化基因Vrn-D12个发育相关基因均与多个重要农艺性状有关;在7B上可能存在与发育相关的重要新基因。     

玉米开花期转录因子候选基因的关联分析

【目的】生育期相关性状是玉米育种研究的重点之一。作为重要的生育期性状,开花期（抽穗期、吐丝期和散粉期）的提前,可保证玉米充分脱水,适宜机收;也为中国黄淮海地区小麦-玉米一年两熟耕作模式下的小麦播种减轻压力。转录因子是转录水平基因表达调控的重要上游因子,对目标基因发挥转录激活或转录抑制的作用。在全基因组水平上解析转录因子对玉米开花期的调控作用,获得开花期提前且不影响产量的玉米转录因子单倍型组合,进而挖掘优异种质资源,可为培育开花期适宜的玉米育种研究提供基因资源。【方法】使用候选基因关联分析方法,对开花期相关转录因子及显著SNP进行分析;并利用DAP-seq技术捕获了关键转录因子的结合位点和下游基因;随后对转录因子调控的下游基因进行GO分析,探究转录因子通过影响其下游基因对开花期进行调控的基因网络。【结果】玉米开花期3种性状（吐丝期、散粉期、抽穗期）中,与吐丝期和抽穗期性状以及吐丝期和散粉期性状同时关联的转录因子显著SNP均为75个,与抽穗期和散粉期性状同时关联的显著SNP为128个,同时关联到3种表型的显著SNP为58个。表明开花期3种性状可能受相同的转录因子调控。选取含有3个及以上开花期相关显著SNP的转录因子基因,通过DAP-seq,捕获了这些转录因子结合的关键基序及调控的下游基因。转录因子结合的下游基因显著富集于转录因子活性、DNA结合、RNA结合、有机氮化合物的合成代谢过程、与生殖有关的发育过程等;不同的转录因子存在共同调控的下游基因,生育期相关性状关键调控性转录因子为ARF、MYB和NAC。对关键上游转录因子进行单倍型分析,发掘了玉米生育期提前,同时对产量无负向影响的转录因子最优单倍型组合。【结论】运用DAP-seq技术并结合前人研究绘制了全基因组水平上转录因子对生育期相关农艺性状的调控网络,并发掘了既提前玉米生育期又对产量无负向影响的转录因子最优单倍型组合。     

小麦重组自交系群体抽穗期QTL分析

为了对小麦抽穗期进行QTL初步定位,并进行遗传分析,以CI12633×扬麦9号重组自交系(RIL)为材料,在3年9次试验中,记载小麦抽穗期,采用复合区间作图法进行小麦抽穗期QTL分析。共检测到7个QTL,分别位于1A、4D、5B、6B和7A 5条染色体上,贡献率为5.76%~15.26%。其中位于4D染色体上分子标记Xgpw5191至Xmag1163之间的Qhd-4D基因在3年9次试验中都被检测到,是一个稳定表达的与抽穗期相关的基因。同时,不同环境条件下检测到不同的抽穗期QTL,说明环境对小麦抽穗期影响较大。     

水稻抽穗期基因研究进展

抽穗期是水稻品种的重要农艺性状之一,它对于水稻适应不同的栽培地区和耕作季节是至关重要的。近年来,在水稻抽穗期基因的发掘、定位、克隆及作用机制等方面,特别是QTL研究方面取得较大进展。在此,回顾了水稻抽穗期基因/QTL的定位和克隆,阐述QTL的互作及与主基因的等位性关系,并通过和拟南芥模式植物的对比进一步阐述了水稻开花的分子机制,为研究禾本科植物的抽穗期基因提供了有意义的启示。旨在为中国水稻抽穗期基因遗传以及在育种上的应用提供理论依据。     

转TaCOMT-3D基因小麦的农艺性状评价

TaCOMT-3D基因是小麦木质素合成的关键基因,也是小麦抵御纹枯病菌侵染的重要基因。为了评估转基因小麦中TaCOMT-3D基因组成型表达对农艺性状的影响,4个遗传稳定的转基因株系及其受体对照扬麦16用于TaCOMT-3D基因检测、不同器官表达分析验证、纹枯病抗性鉴定、小区产量试验以及主要农艺性状的考察。结果显示,转基因株系均能检测到导入的TaCOMT-3D基因并且该基因能组成型表达;转基因株系与受体对照扬麦16相比,纹枯病抗性显著提高;除了部分转基因株系的主穗穗长、主穗粒数、籽粒蛋白含量与受体对照差异显著外,转基因小麦的生育期、、株高、产量性状、主穗性状和籽粒性状与受体对照均没有显著差异。试验结果表明,TaCOMT-3D基因的组成型表达对转基因小麦的主要农艺性状影响不明显。     

小麦早熟性遗传的双列杂交分析

小麦早熟性是与高产稳产密切相关的重要经济性状之一。随着耕作制度的改革和提高复种指数,以及防御生育后期多种自然灾害,小麦早熟性的遗传越来越受到国内外小麦遗传育种工作者的重视。国内主要对抽穗期的遗传进行丁大量研究,多数研究者获得了早抽穗倾显性和部分显性遗传的一致趋势;国外多偏重于小麦春化和光照反应遗传规律的研究和利用非     

Ghd7和DTH8协同调控水稻抽穗期和部分农艺性状

【目的】抽穗期是水稻重要的农艺性状,决定品种适宜的栽培地区和季节。Ghd7与DTH8是水稻的关键抽穗基因,全面揭示Ghd7、DTH8在不同背景中的遗传互作规律、表达调控和对农艺性状的作用,对指导水稻品选育、提高水稻适应性和产量具有重要的应用价值。【方法】本研究通过分子标记辅助选择从杂交稻‘宁优1179’后代中鉴定培育了1个hd1和prr37无功能的背景下Ghd7和DTH8的双基因分离群体,对其进行了抽穗期调查、下游基因(Ehd1、Hd3a、RFTI)表达检测和部分农艺性状分析。【结果】在自然长日和自然短日下,Ghd7或DTH8单基因均可抑制Ehd1、Hd3a和RFTI的表达,延迟抽穗,Ghd7或DTH8单基因可以显著增加水稻株高、一级枝梗数、二级枝梗数、主穗粒数和千粒质量;Ghd7和DTH8双基因组合强烈抑制Ehd1-Hd3a/RFT1通路的表达,延迟抽穗,并且能够显著增加水稻株高、一级枝梗数、二级枝梗数、主穗粒数和千粒质量等农艺性状。【结论】长、短日下,Ghd7和DTH8能协同抑制成花素基因表达,延长水稻抽穗期,正向调控多个产量相关性状,在水稻高产育种和遗传改良中具有重要的应用价值。     

Mapping of the heading date gene HdAey2280 in Aegilops tauschii

An optimum heading date is essential for sustainable crop productivity and ensuring high yields. In the present study, F2:3 populations were generated by crossing an early-heading accession, Y2280, with a late-heading accession, Y2282. The heading dates of the F2 and F3 populations were investigated in a field study. Using publicly available simple sequence repeat(SSR) markers, the early heading date gene HdAey2280 was mapped onto Aegilops tauschii chromosome 7DS between the flanking markers wmc438 and barc126 at distances of 15 and 9.1 cM, respectively. Further analysis indicated that HdAey2280 is a novel heading date gene. New SSR markers were developed based on the Ae. tauschii draft genome sequence, resulting in four new markers that were linked to the heading date gene HdAey2280. The closest distance of these markers was 1.9 cM away from the gene. The results collected in this study will serve as a framework for map-based cloning and marker-assisted selection in wheat breeding programs in the future.     

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.     

Allelic Variation in Loci for Adaptive Response and Its Effect on Agronomical Traits in Chinese Wheat (Triticum aestivum L.)

Heading date was an important trait that decided the adaptation of wheat to environments. It was modified by genes involved in vernalization response, photoperiod response and development rate. In this study, four loci Xgwm261, Xgwm219, Xbarc23 and Ppd-D1 which were previously reported related to heading time were analyzed based on three groups of wheat including landraces (L), varieties bred before 1983 (B82) and after 1983 (A83) collected from Chinese wheat growing areas. Generally, heading date of landrace was longer than that of varieties. Significant differences in the heading time existed within the groups, which implied that diversification selection was much helpful for adaptation in each wheat zone. Photoperiod insensitive allele Ppd-D1a was the first choice for both landrace and modern varieties, which promoted the heading date about four days earlier than that of sensitive allele Ppd-D1b. The three SSR loci had different characters in the three groups. Predominant allele combination for each zone was predicted for wheat group L and A83, which made great contribution to advantageous traits. Xgwm219 was found to be significantly associated with heading date in Yellow and Huai River Winter Wheat Zone (Zone II) and spike length in Middle and lower Yangtze Valley Winter Wheat Zone (Zone III), which implied functional diversification for adaption. Variation for earliness genes provided here will be helpful for whet breeding in future climatic change.     

水稻极晚抽穗期基因的鉴定和遗传分析

水稻抽穗期是重要的农艺性状。本研究以一个带有华粳籼74遗传背景的单片段代换系为试验材料,对水稻抽穗期基因进行评价,发现单片段代换系W06-26-35-1-5-2带有极晚抽穗期基因,在山东种植,抽穗期稳定且表现为晚抽穗。该代换系的代换区间为PSM152-PSM154-PSM155-RM25-RM547-RM72-RM404,在第8染色体上带有抽穗期基因qHD8-1。对该代换系与受体亲本华粳籼74杂交发展的F2分离群体的单株进行抽穗期鉴定,发现晚抽穗和早抽穗单株数符合3：1的分离比,说明晚抽穗为一个显性基因控制。     

小麦品种对日长反应的研究

采用13个小麦品种于人工控光和广州自然光5级日长下，先后于1985年和1987年年份两年共7期播种，盆栽和田间试验结合，结果表明冬性品种有严生格的出穗临界日长，但日长变化对出穗迟早影响极微；春性和半冬性品种未发现有出穗临界日长，但长日出穗促进率大，春性和半冬性品种出穗的光温联应方程为y=a-b1x1-b2x2，即出穗日数随日长增长温度升高而缩短，但华南春性品种出穗受日长影响大于受温度影响，而四川、 宁夏春性及山东半冬性品种3受温度影响则甚于受日长的影响，冬性品种方程为y=a-b1x1 b2x2，即出穗日数随日长随长而缩短，随温度升高而增加，温度影响较日长影响大，文章还探讨了日长结合温度对小麦生育期、穗粒性状等的作用。     

利用单片段代换系定位水稻抽穗期QTL

 抽穗期是水稻品种的重要农艺性状之一，对抽穗期QTL进行定位并研究其遗传效应在水稻育种中是至关重要的。本研究利用以6个水稻品种为供体的52个单片段代换系为试验材料，通过t测验比较单片段代换系与受体亲本华粳籼74之间抽穗期的差异，对代换片段上的抽穗期QTL进行了鉴定。以P≤0.001为阈值共鉴定出20个抽穗期QTL，这些QTL分布于水稻的10条染色体。QTL加性效应值为-5.9～1.1，加性效应百分率为-7.4%～1.4%。有8个QTL被定位在小于10.0 cM的区段内。利用1个单片段代换系与华粳籼74杂交发展的F2群体对qHD-3-1进行了定位。在作图群体中，早抽穗和迟抽穗植株数符合3:1的分离比，早抽穗表现为显性。利用微卫星标记将qHD-3-1定位于3号染色体短臂，PSM304和RM569分别位于其两侧，遗传距离分别为2.4 cM和5.1 cM。     

水稻单片段代换系抽穗期QTL鉴定及遗传分析

适宜的抽穗期是水稻（Oryza sativa）获得理想产量的前提。本研究利用带有晚抽穗基因的单片段代换系（SSSL）为供体,华粳籼74为受体亲本,发展F2次级分离群体。通过t测验比较单片段代换系与受体亲本华粳籼74之间抽穗期的差异,同时对代换片段上的抽穗期QTL进行鉴定。以P≤10-6为阈值鉴定出抽穗期QTL,此QTL位于水稻的第6染色体。调查记录F2次级分离群体单株抽穗期,并对统计结果进行卡方（χ2）测验。结果显示,F1代单株表现为早抽穗,F2代早抽穗和迟抽穗植株数符合3∶1的分离比,早抽穗表现为显性。     

水稻抽穗期的遗传学研究

该文阐述了水稻抽穗期的遗传研究进展。水稻抽穗期的多样性是由于感光性与基本营养生长特性的多样组合形成的 ,其复杂的遗传表现是由多个感光基因及其修饰基因、基本营养生长性基因及其修饰基因综合作用的结果 ,并概述了水稻抽穗期基因的定位及QTL定位的现状 ,讨论了水稻抽穗期遗传研究中存在的问题及未来研究的方向。     

小麦光温敏雄性不育系BS366抽穗期的QTL分析

[目的]对小麦光温敏不育系BS366的抽穗期进行QTL分析,为BS366的品种改良和标记辅助育种奠定基础。[方法]以小麦光温敏雄性不育系BS366和常规品种Baiyu149杂交得到的234个DH（doubled haploid）株系为材料,于2007~2008年分别种植于北京海淀和安徽阜南试验田,采用复合区间作图法,对抽穗期进行QTL分析。[结果]共检测到15个抽穗期QTL,在两地都检测到的QTL有8个,分别位于染色体1B、2A、2D、3B（2个）、6B（2个）和7B,单个QTL的贡献率为2.42%~10.98%。[结论]在1B染色体上新发现了1个抽穗期QTL,丰富了QTL资源。在两地都检测到的8个QTL,可用于小麦光温敏雄性不育系BS366抽穗期的改良和标记辅助育种。     

春甘蓝抽薹特性的研究(Ⅲ)--农艺性状间遗传相关与通径分析

选用 4个农艺性状良好 ,春甘蓝品种自交系及按照抽薹特性配制的 F1,F2和回交世代 ,研究了几个农艺性状间的遗传相关和通径分析。遗传相关分析表明 ,部分农艺性状间存在着遗传相关性。抽薹早晚受叶球紧实度的影响最大与叶球紧实度呈极显著的正相关 ,球宽与抽薹期 ,心柱高度和紧实度呈显著负相关。同时 ,以外叶数 (x1) ,球高(x2 ) ,球宽 (x3) ,中心柱长 (x4 ) ,紧实度 (x5 )为自变量 ,以抽薹期 (y)为依变量 ,进行多元回归分析。通径分析表明 ,紧实度对抽薹期的贡献最大 ,紧实度与外叶数 ,球宽的互作效应明显。