春化和光周期基因等位变异在23个国家小麦品种中的分布

为促进国外资源在我国小麦育种中的有效利用,以小麦春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1和Vrn-B3及光周期位点Ppd-D1标记对23个国家的755份品种检测,同时在河南安阳秋播,观察抽穗期和成熟期。分子标记检测结果表明,Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1和vrn-A1+vrn-B1+ vrn-D1的分布频率分别为13.0%、21.1%、15.6%和64.2%,显性等位变异Vrn-B3在检测材料中缺失。春化基因显性等位变异Vrn-A1、Vrn-B1和Vrn-D1主要分布在中国春麦区和长江中上游冬麦区、意大利、印度、日本、加拿大、墨西哥、智利、阿根廷和澳大利亚,上述地区的小麦一般为春性类型;春化位点均为隐性等位变异或vrn-A1+vrn-D1+Vrn-B1的品种主要分布在中国北方、美国中部和南部、德国、法国、挪威、乌克兰、俄罗斯、伊朗、土耳其、匈牙利、保加利亚、罗马尼亚和塞尔维亚,这些地区的小麦为冬性类型。光周期迟钝型Ppd-D1a的分布频率为55.2%。光周期敏感等位变异Ppd-D1b主要分布在纬度较高的地区,即美国各麦区以及德国、挪威、匈牙利、中国东北、加拿大、智利和阿根廷,来自其余麦区的品种均携带光周期迟钝等位变异Ppd-D1a;携带Ppd-D1a的品种在河南安阳大部分能够成熟,而携带Ppd-D1b的品种在河南安阳基本不能成熟。在安阳春化显性等位变异Vrn-A1a未加速小麦抽穗,而携带Vrn-B1和Vrn-D1等位变异的部分春化需求品种能够正常抽穗,主要因安阳生长季节的温度能够满足春化需求。     

春化、光周期和矮秆基因在不同国家小麦品种中的分布及其效应

为促进国外种质资源在我国的有效利用,将14个国家的100份代表性小麦品种在国内的8个代表性地点种植,调查抽穗期、成熟期和株高,并以4个春化基因(Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1和Vrn-B3)、1个光周期基因(Ppd-D1a)及2个矮秆基因(Rht-B1b和Rht-D1b)的分子标记检测所有品种的基因型。春化基因Vrn-A1a、Vrn-B1、Vrn-D1和vrn-A1+vrn-B1+ vrn-D1的分布频率分别为8.0%、21.0%、21.0%和64.0%;显性等位变异Vrn-A1a、Vrn-B1和Vrn-D1主要存在于来自中国春麦区及意大利、印度、加拿大、墨西哥和澳大利亚的品种中,这些品种一般为春性类型;春化位点均为隐性等位变异或vrn-A1+vrn-D1+Vrn-B1的品种主要分布在中国冬麦区、美国冬麦区、俄罗斯冬麦区,以及英国、法国、德国、罗马尼亚、土耳其和匈牙利,这些地区的小麦均为冬性类型。秋播时,供试品种均能正常抽穗,且携带春化显性变异的材料较隐性类型抽穗早,显性等位变异表现加性效应,4个春化位点均为隐性变异的一些欧美材料因抽穗太晚在杨凌和成都不能正常成熟;而春播时,显性等位变异基因型抽穗的频率高,隐性等位变异基因型基本不能抽穗。光周期不敏感基因Ppd-D1a的分布频率为68.0%,主要分布在中国、法国、罗马尼亚、俄罗斯、墨西哥、澳大利亚和印度,而光周期敏感等位变异Ppd-D1b主要分布在英国、德国、匈牙利和加拿大等中高纬度地区;携带Ppd-D1a的品种较携带Ppd-D1b的品种抽穗早,大多数Ppd-D1a品种在长日照和短日照条件下均能成熟,大部分Ppd-D1b品种在短日照条件下不能成熟。Rht-B1b和Rht-D1b基因的分布频率分别为43.0%和35.0%,其中Rht-B1b主要分布于美国、罗马尼亚、土耳其、意大利、墨西哥和澳大利亚,Rht-D1b主要分布于中国、德国、英国、意大利和印度。一般来说,一个国家的品种携带Rht-B1b或Rht-D1b之一,而这2个基因在高纬度地区分布频率较低。Rht-B1b、Rht-D1b和Ppd-D1a的降秆作用均达显著水平,Rht-B1b和Rht-D1b的加性效应突出。     

中国主要小麦品种春化基因的STS标记鉴定

本文选取来自中国各麦区的260份小麦品种,用STS标记对其Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1和Vrn-B3四个春化基因位点进行检测,并结合小麦田间生长情况记录,探讨春化基因的4个位点显隐性情况对品种冬春性的影响.结果表明,各位点显性基因频率以Vrn-D1位点最高,而Vrn-A1和Vrn-B1显性等位基因对品种冬春性的影响高于Vrn-D1和Vrn-B3基因,且所含显性春化基因越多的品种生长习性越偏向春性.另发现,Vrn-A1仅存在于春性品种中;而对于冬性品种来说,各位点均不含显性春化基因.本文标记鉴定结果与田间冬春性观察具有较高的一致性,在小麦育种及品种推广中具有较高的指导意义和应用价值.     

小麦新品种春化和光周期基因组成以及春化基因与产量性状的关系

为研究春化和光周期基因在河南省小麦新品种中的分布特点及春化基因与产量性状的关系,以近年河南省冬小麦品种区域试验的118份小麦品种为材料,用STS标记对4个春化基因位点(Vrn-A1,Vrn-B1,Vrn-D1和Vrn-B3)和1个光周期基因位点(Phd-D1)进行检测,并结合供试材料的农艺性状,分析近年来河南省小麦新品...     

光周期基因在我国小麦品种中的多态性分布

为了明确光周期基因显隐性组成在我国小麦品种中的分布情况,利用小麦光周期基因Ppd-A1、Ppd-B1和Ppd-D1的STS分子标记,对我国180份小麦品种进行分子标记检测。结果显示,所有供试材料在B1位点均检测为隐性Ppd-B1b。在A1位点,仅有扬麦11品种检测为显性Ppd-A1a(0.6%),其余检测材料均为隐性Ppd-A1b;在D1位点,有5份材料检测为隐性,其余175份材料检测均为显性Ppd-D1a(97.2%)。对所有材料进行基因型统计分析,发现我国品种主要存在Ppd-A1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b、Ppd-A1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a和Ppd-A1a/Ppd-B1b/Ppd-D1a几种基因型。研究结果表明,我国小麦品种的光周期不敏感特性主要是Ppd-D1位点的变异,在Ppd-A1、Ppd-B1位点的变异较少。     

等位变异Vrn-B1a和Vrn-B1b的春化效应及其在黄淮冬麦区小麦品种中的分布

春化基因Vrn-B1是决定黄淮冬麦区小麦品种冬春性的主要基因之一, 研究其不同显性等位变异的低温春化作用效应及分布, 对该区小麦品种选育和推广具有重要意义。以等位变异Vrn-B1a品种皖麦33与等位变异Vrn-B1b品种豫麦34为亲本构建杂交组合, 对其F₂代进行5~35 d的低温春化处理, 并在温室(22±3℃,16 h昼/8 h夜)鉴定抽穗期, 结合分子标记分析低温春化处理时间对各等位变异型抽穗期的影响。同时对228个黄淮冬麦区小麦品种进行相关位点分子检测, 分析该基因等位变异的分布特点。各春化处理均使两种等位变异小麦植株的抽穗期提前, 但Vrn-B1a抽穗时间比Vrn-B1b晚约2 d。从春化处理当天至处理后25 d, 2种等位变异类型的抽穗时间均随春化时间的延长而缩短; 继续延长春化时间, 抽穗期不再缩短, 表明满足两种等位变异完成春化的低温时间为20~25 d。在228个品种中, Vrn-B1位点有214个(93.9%)隐性和14个(6.1%)显性等位变异。其中, 显性等位变异Vrn-B1a有6个, 占总品种数的2.6%; Vrn-B1b有8个, 占总品种数的3.5%。在黄淮冬麦区小麦品种中, 春化基因Vrn-B1位点至少存在Vrn-B1a和Vrn-B1b两种显性等位变异类型, 两种等位变异类型纯合小麦植株的抽穗时间不同。     

小麦春化基因的遗传效应研究

为了解小麦春化基因Vrn-1的遗传效应,以15个不同类型的小麦品种为试材,研究了不同春化处理对小麦发育进程的影响,并采用分子标记鉴定了上述品种的Vrn-1等位基因组成.结果表明,不同Vrn-1等位基因组合的小麦品种抽穗期存在很大差异；3个显性Vrn-1等位基因的遗传效应表现为Vrn-A1＞Vrn-D1＞Vrn-B1；春...     

衡观35广适基因对冬春小麦杂种优势利用初探

分析衡观35广适基因对冬春麦杂交F1影响,可为冬春杂交小麦定向分子育种提供理论依据。利用广适节水小麦品种衡观35与145份节水春麦材料杂交配制F1,用相关分子标记测定不同矮秆基因、春化基因和光周期不敏感基因对F1影响。结果表明,测试春小麦材料不具有Rht1和Rht2基因,有Rht8矮秆基因的16份,具有矮秆基因(Rht1、Rht2、Rht8)的衡观35与携带Rht8矮秆基因的春小麦材料杂交F1降秆作用最明显,达25.5%。具有隐性春化基因(vrn-A1和vrn-B1)的衡观35与携带vrn-A1基因的春麦材料后代抗寒性强,平均冬季存活率达73.3%。具有光周期不敏感基因(Ppd-D1a)的衡观35与携带光周期不敏感基因(Ppd-D1a)的春小麦杂交F1成熟期比春小麦亲本平均提前11 d。这一结果可作为冬春杂交小麦强优势组合亲本选取的分子参考依据,为定向培育广适、高产、节水的杂种小麦提供理论基础。     

河北省小麦重要农艺性状的KASP标记检测

为了将分子标记技术尽快应用到小麦育种工作中,利用高通量KASP(Kompetitive allele specific PCR)标记检测了河北省153份审定小麦品种的光周期、春化、株高、粒重、穗发芽、抗旱和抗病相关基因.结果表明在Ppd-B1和Ppd-D1光周期位点分别检测到24个和5个光周期不敏感品种.Vrn-D1b...     

国审小麦品种‘衡观35’中重要农艺性状控制基因的检测和分析

为了深入认识‘衡观35’重要农艺性状分子机理,通过基因功能标记或与基因紧密连锁的微卫星标记的检测,结合植株的田间表现,分析了国审小麦品种‘衡观35’含有的控制重要农艺性状的关键基因。结果表明,‘衡观35’含有1BL/1RS易位染色体,这与其丰产性和较广泛的生态适应性是一致的。‘衡观35’含2个隐性春化基因（vrn-A1和vrn-B1）和1个显性春化基因(Vrn-D1),表明其主要为冬性品种,抗寒性好,同时又具有春天早发和生长快的特点。‘衡观35’含有对光周期不敏感的Ppd-D1a基因,这与其具有早熟和可在多个生态区广泛种植的特性是一致的。‘衡观35’含Rht1、Rht2、Rht4和Rht8四个矮秆基因的分子标记,这可能其株高较低的重要遗传基础。‘衡观35’含有Pm4和Pm16基因的分子标记,在田间表现出较好的白粉病抗性。‘衡观35’含有YrTp2基因的分子标记,在田间上表现出较好的条锈病抗性。以上信息为深入认识‘衡观35’重要农艺性状分子机理提供了线索,对在未来小麦遗传改良中高效利用该品种的重要基因具有实用价值。     

中国黄淮海地区小麦品种抗寒性及其与VRN1基因型的关系

冬季冻害是当前小麦生产面临的主要自然灾害之一。以我国黄淮海地区近年主栽的71个小麦品种为材料,通过对其抗寒性调查和VRN-A1、VRN-B1、VRN-D1位点基因型的分子标记鉴定,研究小麦抗寒性的生物学基础,探讨VRN1基因在小麦抗寒性中的作用。结果表明,小麦的抗寒性与其他抗逆性状相关联,生产和国家区域试验证实具有较好抗旱节水、耐盐碱等抗逆特性的品种多具有较强抗寒性。VRN1是小麦抗寒性的关键性遗传调控位点之一,显性基因VRN1的存在会显著降低品种的抗寒性,具有2个或3个VRN1基因的品种一般抗寒性都很弱,而3个位点均为隐性基因是品种具有强抗寒性的必备条件。因此,建议我国黄淮海北部地区应加强选育、推广基因型为vrn-A1vrnB1vrn-D1的品种,以保证小麦安全生产。     

小麦品种兰天19号持久抗病、高产与广适性解析

对兰天19号抗锈性较持久、高产、稳产及广适性进行了解析,为甘肃陇南地区培育山旱地突破性新品种提供理论指导和亲本信息。结果表明:(1)兰天19号自推广至今逾12年仍保持高抗条锈病、中抗白粉病,含Sr2、Fhb1基因。(2)千粒重高(43.5～55.0g),平均48.14g,含高粒重基因Sus1-7B(Hap-H)、TaCwi-A1a、TaCWI-4A-T和TPP-6AL1a;分蘖适中,成穗数高,落黄性极佳,具高产潜力。(3)稳产,自2008年至今作为甘肃陇南片山旱地区试对照品种,区试和生产试验产量变异系数分别为0.10和0.11。(4)含春化基因Vrn-D1b、Vrn-A1-2147,光周期不敏感型基因Ppd-A1a、Ppd-B1a、Ppd-A1a,抗旱基因I-feh-w3(Westonia type),抗寒抗旱性强,为兰天19号的广适性和跨区域推广种植提供了保障。     

黄淮冬麦区小麦冬、春性改良及分子标记辅助选择技术初探

通过对小麦品种石麦12春化特性的遗传和分子标记研究,探索黄淮冬麦区小麦冬、春性改良途径和分子标记辅助选择技术。石麦12与冬性品种石家庄8号杂交后代F_2:3株系中的春性株系、冬春性分离株系、冬性株系的分离比例符合1∶2∶1,表明石麦12具有一个显性春化基因,经已知春化基因的基因特异性标记鉴定为Vrn-D1。利用Vrn-D1的基因特异性标记对上述F_2:3株系进行冬、春性鉴定的结果与表型鉴定结果一致,说明该分子标记可用于小麦冬、春性改良中对Vrn-D1的辅助选择。在高海拔、长日照地区夏播是小麦冬、春性表型鉴定的一个快速、简便途径。     

河南省主推小麦品种籽粒储藏蛋白质遗传多样性分析

采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)和十二烷基磺酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对河南省主推小麦品种进行了醇溶蛋白位点特异性检测和高分子谷蛋白亚基(HMWGS)组成分析。结果表明:41份小麦品种(系),共分离出31条不同迁移率的谱带,绝大多数品种在α、β、γ和ω4个区中存在着较大差异,其中α区共有6条带,β区共有10条带,γ区共有8条带,ω区共有7条带;供试品种在遗传相似系数(GS值)为0.68的水平下可明显聚为6类。45份河南小麦品种(系)共出现了11种亚基和15种亚基组合类型,在Glu-A 1位点,主要亚基是1亚基,其频率达75.6%;在Glu-B 1位点,主要以7+8和7+9为主,分别占33.3%和55.6%;Glu-D 1位点,5+10、2+12和5+12均较多,分别占33.3%、35.6%和28.9%。频率较高的组合形式有1、7+9、5+12和1、7+9、5+10,其频率依次为17.8%和15.6%。说明河南小麦品种高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白的遗传变异丰富,遗传基础较为广泛。     

用STS标记检测春化基因Vrn-A1在中国小麦中的分布

在证实Vrn-A1春化基因的STS标记与CAPS标记结果一致的基础上,用STS标记检测了全国主要麦区历史上大面积推广和当前主栽的250份品种的春化基因Vrn-A1。结果表明,中国品种Vrn-A1基因平均分布频率为36.8%,不同麦区的分布频率不同,依次为东北春麦区=北部春麦区=西北春麦区（100%）＞新疆冬春麦区（42.9%）＞西南冬麦区（35.3%）＞黄淮冬麦区（19.8%）＞长江中下游冬麦区（17.4%）＞北部冬麦区（3.0%）,这与冬春特性有关。在长江中下游冬麦区和西南冬麦区品种中,Vrn-A1基因分布频率随着时间推移呈降低趋势;在黄淮冬麦区品种中,20世纪50到70年代呈上升趋势,随后呈下降趋势。在年最大推广面积大于66.7万hm²的58份品种中,Vrn-A1基因的频率为27.6%。这些信息有助于改良小麦品种的适应性和提高产量潜力。     

英国冬小麦光周期反应基因Ppd-D1对产量潜力和干旱抗性的影响

小麦是一种长日照作物，较长的日照能减少光周期敏感品种出苗到开花的时间。本试验材料为一对存在Ppd-D1和ppd-D1等位基因差异的近等基因系。Ppd-D1基因能使Mercia平均提早12天开花，使Cappelle-Desprez提早9天开花。在两种遗传背景下，Ppd-D1降低灌溉条件下地上干物质重量0．3～0．9吨，公顷，但是这种降低通过增加收获指数得到了补偿，所以，保持了籽粒产量没有下降。     

山西省中部地区主栽小麦品种的分子标记分析

山西省中部地区是山西小麦生产的重要地区,了解该区当前主栽小麦品种的基因组成特点,对于进一步选育新品种具有指导作用。采用SDS-PAGE方法分析了10个小麦品种的高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白组成,并利用5个功能基因标记分析了其矮秆基因、硬度、多酚氧化酶等基因组成。结果表明,供试材料HMW-GS存在4种组合类型,其中晋太9923亚基组合为1,7+8和5+10,评分为10分;根据醇溶蛋白和黑麦专化标记分析说明4个品种含有T1RS·1BL易位;3个品种含Rht2,7个品种含Rht8,1个品种为Rht2+Rht8组合;4个品种扩增出Pinb-D1b位点,5个品种具有Pinb-D1a位点,1个品种为杂合型;利用多酚氧化酶基因标记在10个品种检测出3个不同位点,表明该基因在品种间存在多样性,其中4个品种含有长度为876bp的低活性位点。     

硬粒小麦品种Lpx-B1位点等位变异的分子鉴定及其脂肪氧化酶活性

硬粒小麦籽粒中脂肪氧化酶(LOX)与硬粒小麦面制品的加工品质关系密切相关, 而Lpx-B1位点不同变异类型对LOX活性有重要影响。对来自不同国家和地区的167份硬粒小麦品种的LOX活性进行测定, 并对其Lpx-B1位点不同变异类型进行分子鉴定。不同品种间LOX活性差异明显, 变幅为0.20～7.98 AU min^-1 g^-1。在Lpx-B1.1位点鉴定出3种等位变异, 分别为Lpx-B1.1a、Lpx-B1.1b和Lpx-B1.1c, 以Lpx-B1.1a所占比例最高(55.1%), 其次为Lpx-B1.1c (37.1%), 而Lpx-B1.1b仅占7.8%; Lpx-B1.2和Lpx-B1.3二者总是互补出现在不同的品种中, 146份品种为Lpx-B1.2型, 其余21份品种均为Lpx-B1.3型, 表明二者可能互为一对等位因子。在Lpx-B1.1位点的3种等位变异类型中, Lpx-B1.1b类型品种的LOX活性显著高于Lpx-B1.1a和Lpx-B1.1c类型品种, 而Lpx-B1.1c类型品种的LOX活性最低。Lpx-B1.3类型品种的LOX活性显著高于Lpx-B1.2类型的品种。参试品种共有6种Lpx-B1基因型组合, 其中Lpx-B1.1b/Lpx-B1.3基因型的LOX活性显著高于其他基因型, 而Lpx-B1.1c/Lpx-B1.2和Lpx-B1.1c/Lpx-B1.3基因型的LOX活性最低。这些观测结果为硬粒小麦品质育种提供了重要信息。     

不同光周期条件下大豆生育期主基因的效应

以大豆生育期近等基因系为材料, 比较12 h短日照(SD)及16 h长日照(LD)条件下E1/e1、E2/e2、E3/e3、E4/e4、E5/e5、E7/e7等6对生育期相关主基因的效应。结果表明, 在大多数生育期基因型中, 显性位点延迟大豆的开花期和成熟期, 隐性位点提早开花期和成熟期。同一基因在不同遗传背景下的效应值不同, 显性位点可增强其他基因的效应, 说明各基因间存在互作。生育期基因的效应受光周期影响很大, 长日照可增强大豆生育期相关基因的效应, 短日照则相反。此外, 光周期对基因效应的影响因发育阶段不同而变化, 其中, E1基因在大豆营养生长阶段、E4基因在生殖生长阶段受光周期影响较大, 而E3基因在营养生长和生殖发育阶段均受光周期的严格调控。不同光照条件下生育期基因效应的分析结果, 可为不同生态区大豆品种生育期性状的定量设计提供依据。     

小麦春化作用相关基因的时空表达特性研究

为明确普通小麦春化基因的时空表达特性,以强冬性品种济麦19、冬性品种钱交麦、半冬性品种泰山1号、偏春性品种济麦20和春性品种中国春为实验材料,利用q RT-PCR技术,分析了VERNALIZATION1(Vrn1)、VERNALIZATION2(Vrn2)和VERNALIZATION3(Vrn3)的时空表达特性。结果表明在普通小麦中,Vrn1基因在四类小麦的表达量由高至低为幼穗、旗叶、普通叶片、茎秆。未春化时,冬性越强的品种,Vrn1、Vrn3基因的起始表达量越低,Vrn2基因的起始表达量越高。随着春化过程的进行,Vrn1和Vrn3基因上调表达,并在春化25 d时出现表达加速上调现象;Vrn2基因下调表达。小麦冬性越强,Vrn基因表达量变化越明显。在脱春化过程中,随着高温时间的增加,Vrn和Vrn3基因下调表达,Vrn2基因表达变化不明显。该结果为进一步分析普通小麦春化发育的分子调控机理提供了重要信息。