江苏小麦品种春化和光周期基因的组成分析

利用春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3及光周期基因Ppd-A1、Ppd-B1和Ppd-D1的STS分子标记对选自江苏境内的114份小麦品种(系)进行检测,研究江苏小麦品种中春化和光周期基因的分布情况。结果表明:春化基因显性等位变异的分布频率依次为Vrn-D1a(57.9%)、Vrn-D1b(15.8%)、Vrn-A1b(5.3%)、Vrn-B1 (2.6%)和Vrn-B3 (0)。江苏淮南麦区中Vrn-D1a的分布频率最高(77.5%);江苏淮北麦区中Vrn-D1b的分布频率最高(38.2%)。江苏地区共存在6种春化基因等位变异组合:vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1a(56.1%)、vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1 (21.1%)、vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1b(15.8%)、Vrn-A1b+vrn-B1+vrn-D1 (2.6%)、vrn-A1+Vrn-B1+vrn-D1 (2.6%)和Vrn-A1b+vrn-B1+Vrn-D1a(1.8%)。淮南麦区vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1a(75.0%)组合占主导地位;淮北麦区以vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1 (50.0%)和vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1b(38.2%)组合为主。所有品种(系)均含有光周期敏感型基因Ppd-A1b和Ppd-B1b,有7个品种携带光周期敏感型基因Ppd-D1b,其余品种均携带光周期不敏感型基因Ppd-D1a,占93.9%。     

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。     

小麦新种质系SN0594春化和光周期反应特性鉴定

为了明确本实验室创制的小麦新种质SN0594的光温反应特性及其利用价值,本研究以SN0594和不同春化习性的小麦品种为材料,在明确不同材料的春化基因和光周期基因组成特点的基础上,对其在不同环境条件进行生育期鉴定。结果表明,在Vrn-A1位点含有显性等位变异的多数小麦材料在人工气候室不经过低温春化且满足长日照的条件下都能够完成抽穗,其中小麦种质系SN0594在Vrn-A1位点含有显性等位变异基因Vrn-A1a,扬麦14和扬麦15含有显性等位变异基因Vrn-A1b,中国春等则含有显性等位变异基因Vrn-D1;不同环境鉴定结果表明,SN0594在人工气候室不经春化处理条件下,能够较早开花并完成生育周期,不同显性变异基因春性效应大小为Vrn-A1a Vrn-A1b Vrn-B1 Vrn-D1;田间鉴定结果表明,不同小麦材料在经过冬季低温春化后,其抽穗期与在人工气候室调查发生较大差异,其中SN0594和中国春抽穗较其他品种晚,证明除了春化基因以外,光周期Ppd-D1b等其他基因对小麦生育期影响也较大,需满足一定的长日照条件才能促使小麦抽穗开花。     

黄淮麦区小麦春化基因组成的多态性分布研究

为了明确黄淮麦区春化基因显隐性组成在小麦品种中的分布情况,揭示品种的发育特性.以Vrn-A1,VrnB1,Vrn-D1和Vrn-B3以及Vrn-D1启动子区单核苷酸突变引物为STS分子标记,对黄淮麦区的91个品种进行了分子标记检测.结果显示,所有供试材料在Vrn-A1和Vrn-B3位点均检测为隐性.在Vrn-B1位点,有6个品种检测为显性(6.6%),其余均为隐性.在Vrn-D1位点,黄淮麦区的品种中有38份材料为显性基因(41.8%),53份为隐性基因(58.2%),在38份显性材料中,有18份材料为Vrn-D1a类型(47.4%),有20份材料为Vrn-D1b类型(52.6%).研究认为,Vrn-D1a和Vrn-D1b可以作为黄淮麦区小麦品种的弱春性和半冬性的有效分子标记.     

中国小麦主产区品种主要春化基因的组成与分布

【目的】明确主要春化基因在我国小麦主产区的组成和分布特点。【方法】利用序列标志位点(STS)分子标记对我国6个小麦主产区276份小麦品种主要春化基因VRN-A1、VRN-B1、VRN-D1和VRN-B3进行检测,分析其春化基因的等位变异组成特点及其在不同麦区的分布特征。【结果】在276份小麦品种中,4个春化基因位点共存在9种等位变异组合类型,其中vrn-A1/vrn-B1/VRN-D1/vrn-B3的分布比例最高(33.7%)。北部冬麦区春化基因位点均为隐性等位变异组成;长江中下游冬麦区、西南冬麦区和黄淮冬麦区以vrn-A1/vrn-B1/VRN-D1/vrn-B3组合类型为主,所占比例分别为84.3%,57.1%和21.2%,随纬度的增加而减少;西北春麦区和东北春麦区以VRNA1和VRN-B1两位点显性等位变异的组合为主,所占比例随纬度的增大而增加。【结论】初步明确了中国各主产区小麦品种主要春化基因的组成类型及其分布规律。     

4个春化基因在山东省小麦品种（系）中的分布研究

利用Vrn—A1、Vrn—B1、Vrn—D1和Vrn—B34个春化基因,对105份山东省2006～2007年度待审定品种和32份审定品种进行分子标记检测,结果表明,供试材料在A1、B1和B3位点均检测为隐性基因;在D1位点,13份材料检测为显性基因,其余材料检测为隐性基因。4个基因的分布频率与当地小麦的春化习性和生育期特点相吻合,这也是生态环境适应和育种选择压力的综合结果。     

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。     

春化基因VRN-1在骨干亲本南大2419衍生系中的分布

春化是指某些植物需要在低温环境下放置一段时间才能诱导开花的过程,是植物适应寒冷冬季的一项重要功能.小麦中主要的春化基因是VRN-1基因,分别为VRN-A1,VRn-B1和VRN-D1.本课题通过使用PCR分子标记技术测定了骨干亲本南大2419的69个衍生系品种的VRN-1基因型.结果表明:在所有测试品种中,显性VRN-A1的频率为4.3 %,显性VRN-B1的频率为30.4 %而显性VRN-D1的频率为81.1 %.显性VRN-A1和VRN-B1基因的分布频率呈现出从冬小麦区到春小麦区的上升趋势.同时也提出了其对今后育种工作的影响.     

郑品麦24号的遗传构成及重要性状功能基因组成解析

利用小麦(Triticum aestivum L.)50K SNP育种芯片,对2018年通过河南省审定的小麦品种郑品麦24号及其父母本进行分子标记检测,明确该品种遗传构成、重要性状功能基因组成,为其遗传改良和生产应用提供参考.结果表明,郑品麦24号82.40％的遗传物质来源于父本豫同194,遗传相似系数为0.907,它们之间遗传相似度更高;在染色体水平,双亲对郑品麦24号的遗传贡献率差异较大,在2A(56.10％)和3D(70.98％)染色体上母本豫麦34-6对郑品麦24号的遗传贡献率大于豫同194,豫同194在其他染色体上对郑品麦24的遗传贡献率更高,表明在郑品麦24号选育过程中受人工选择的影响亲本遗传物质发生了严重偏分离.重要性状功能基因组成分析发现,郑品麦24号携带有应用广泛的矮秆(Reduced height)基因Rht-D1b,聚合了 9个高粒质量等位基因[谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase)基因 TaGS5-A1b、TaGS2B1-Hap-H、TaGS-D1a,粒质量(Grain weight)基因 GW2-6B-Hap-1,千粒质量(Thousand grain weight)基因TaTGW6-A1a、TaTGW-7Aa,蔗糖合成酶(Sucrose synthetase)基因 TaSus1-7B-Hap-T、TaSus2-2A-Hap-A、TaSus2-2B-Hap-H],含有冬性春化(Vernalization)等位基因 Vrn-A1b、 vrn-B1、VrnD3-2174,晚花型等位基因 TaELF3-B1(Early flowering 3 B1)Cadenza 类型、TaELF3-D1Wild类型,光周期(Photoperiod)敏感等位基因 Ppd-A1 Wild 类型、TaPpdDD002 Wild 类型、TaPpdDI001 Insertion类型,抗叶锈病(Leaf rust)基因Lr67,抗秆锈病(Stem rust)基因Sr2、Sr25,抗旱等位基因TaDREB-B1a(Dehydration responsive element binding protein B1a)和低穗发芽等位基因 TaSdr-A1a(Seed dormancy A1a).     

寒地水稻核心种质龙粳10号和垦稻10号抗瘟性基因分析

为明确寒地核心种质抗病基因组成,利用日本7个单基因鉴别菌系(P-2b、研53-33、稻72、北1、研54-20、研54-04、稻168)接种鉴定了丽江新团黑谷×龙粳10号、丽江新团黑谷×垦稻10号组合10套F3系统,采用"累积分布曲线法"进行分析。结果表明:龙粳10号对P-2b、研53-33、稻72和北1四个菌系的抗性是由2对显性基因控制的,对研54-20的抗性是由3对显性基因控制的,对研54-04和稻168的抗性是由2对显性基因和1对隐性基因控制的。垦稻10号对研53-33的抗性基因是由2对显性基因控制的,对研54-20的抗性基因是由1对显性基因控制的,对研54-04的抗性是由2对显性互补基因控制。龙粳10号、垦稻10号可作为寒地水稻抗稻瘟病的核心种质,为抗病育种者选择亲本提供优质粳稻抗瘟源,并为寒地水稻核心种质库构建打下良好基础,在生产上应用具有重要意义。     

春化处理对小麦生育期及幼穗分化效应的基因型差异

为了解不同小麦品种的春化发育特性,给小麦品种合理利用提供科学依据,以不同生态区大面积推广的29个基因型为试验材料,研究不同春化处理对小麦生育期、穗分化的起始和分化进程的影响.结果表明,春化处理后不同品种的苗穗期(出苗期至抽穗期经历的天数)、出苗期至幼穗分化二棱期的天数均随春化时间的延长而有不同程度的缩短,但不同品种间存在较大差异.通过聚类分析,取相异性指标5,可分为春性(S)、弱春性(PS)、半冬型偏春性(PWS)、半冬型偏冬性(WS)和冬型(W)5个类型.春性品种和弱春性品种不经春化处理也可正常完成幼穗分化过程、正常抽穗,半冬型偏春性品种正常幼穗分化需要0～2℃的低温10 d,半冬型偏冬性品种0～2℃的低温达到20 d才能完成正常的幼穗分化,冬型品种正常幼穗分化需要30 d 0～2℃的低温.半冬型偏春性品种、半冬型偏冬性品种和冬型品种如不经过低温春化处理,穗分化都在二棱期停留.     

人工春化处理对白菜抽薹及加代繁殖的影响

采用4个春化温度(3、6、9、12℃)和4个春化时间(10,20,30,40d)二因素裂区试验,对迷您黄1号品种进行耐抽薹性研究。结果表明,相同春化温度条件下,随春化时间延长,白菜播种至现蕾天数明显缩短,但当春化时间延长到30d后,播种至现蕾天数缩短并不明显;相同春化时间条件下,春化温度越低,从播种至现蕾、开花的天数越短,最短的为3℃低温春化处理。本试验条件下,最佳春化条件为3~9℃低温春化处理20d。     

将夏繁引入小麦春化研究的遗传研究

本试验通过对春亿相关性状——抽穗性状的考察记录与统计分析，进而对小麦的春亿特性进行了遗传分析，验证了该方法用于春化研究的可行性。本试验选用了两组有不同春化要求小麦，Ch260，Ch377，Ch378和CN19，分别杂交获得其杂交组合的F1，F2代群体，在未经低温处理条件下，于第二年一起在马尔康进行夏繁。在抽穗期对亲本及F1，F2群体的抽穗情况进行调查，发现CN19能正常抽穗为春性小麦，而Ch260，Ch377，Ch378和F1则都不能抽穗为冬性小麦；各组合的F2群体都明显表现为抽穗和不抽穗两种性状，经卡方检验符合一对基因控制的分离比例1：3，通过对抽穗性状的分析推导，得出供试小麦的春化特性是受一对显性等位基因控制的。     

小麦通过春化的形态指标及温、光组合效应

33个品种的萌发种子在1-3℃条件下春化处理。根据抽穗所需的低温处理最低天数,可划分成春性(0天)、偏春性(10天)、弱冬性(20-30天)、冬性(40天)和强冬性棱(50-60天以上)等五种类型。对未能抽穗的处理幼穗镜检结果,大多停滞在伸长期及单期。证明双棱期是幼穗通过春化的形态指标。在人工控制的生长室(箱)中几个代表品种的试验结果表明,麦苗在低温条件下生长后,移入20℃、24小时照光的生长室内不仅能抽穗,而且种子直接播种在20℃、24小时照光条件也能抽穗。这证明冬性小麦除低温春化途径外,也可通过适宜的温光组合,在无低温的条件下,促进幼穗发育而抽穗。     

遮阴条件下冬小麦材料生长发育特性相关基因分子鉴定

【目的】研究耐阴小麦品种及种质资源遗传特性,对南疆主栽品种、部分新育成品种、国内引进品种,自育品系等材料以1Bl/1RS,春化基因,光周期基因,产量相关基因开展分子标记鉴定。了解现有材料的遗传背景,为选育适合新疆南疆“果麦间作”模式小麦新品种奠定基础。【方法】利用1Bl/1RS、Vrn-A1、Ppd-D1、TaSus2、TaCwi-A1a b(CW121)TaCwi-A1b(CW122)分子标记,对遮阴条件下的冬小麦材料主要生长发育特性基因进行分子鉴定分析。【结果】在鉴定70份冬麦材料中、1Bl/1RS(ω-sec-p1-p2)(ω-sec-p3-p4)类型为57.1%、100%;Vrn-A1(Vrn-A1c)(vrn-A1)类型为97.1%、74.2%;Ppd-D1类型为100%;TaSus2(Hap-H)(Hap-L)类型为41.4%、30%;CW121、CW122类型为50%、75.7%;在4份主栽及部分育成品种、66份其他国内引进冬麦材料中,1Bl/1RS(sec-p1-p2) (sec-p3-p4)类型分别为25%、59%、100%、100%;Vrn-A1(Vrn-A1c)(vrn-A1)类型分别为75%、98.4%、100%、72.7%;Ppd-D1类型同为100%;主栽品种和新育成品种中未检测出TaSus2(Hap-H)类型,TaSus2(Hap-L)类型的比例为75%;其他国内引进品种TaSus2(Hap-H)(Hap-L)的比例为分别为43.9%、27.2%,南疆主栽和部分育成品种中CW121、CW122类型的分布频率75%、75%,其他国内引进品种中CW121、CW122类型分别为48.4%、75.7%(图1)。【结论】70份材料中的全部含有1BL/1RS (sec-p3-p4)易位系及对光周期非敏感性类型。4份主栽品和新育成主栽品种中含隐性春化基因,68份材料同时携带光周期非敏感性及显性春化基因。高千粒重相关基因类型的分布率均相当高(≥75%)。     

龙辐麦3号小麦品种HMW-GS Null和1近等基因系间品质差异的研究

 【目的】确定Glu-A1位点高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS） Null和1间的遗传差异。【方法】利用生化标记和选择性回交的方法将1亚基转移到了黑龙江省小麦品种龙辐麦3号中，获得了龙辐麦3号的N亚基和1亚基的HMW-GS近等基因系。2004和2005年这2个近等基因系被种植在黑龙江省农科院育种所的实验地里，田间设计采用双列对比排列，4次重复。【结果】两年的品质分析结果表明，1亚基龙辐麦3号与N亚基龙辐麦3号两年平均数相比，其面粉蛋白质含量、干面筋和吸水率在统计学上无显著差异；面筋指数、沉降值、沉降值/干面筋、形成时间、稳定时间和断裂时间分别提高5.8%、9.3%、8.6%、127.3%、79.2%、53.6%，而湿面筋/干面筋和软化度分别低 1.7%和16.5%。【结论】在5＋10亚基的遗传背景下，1亚基对面筋强度仍有较大的影响，因此在选育强筋小麦时，1亚基也是必需被考虑的亚基之一。     

快速定向育种技术体系的建立及其在转基因小麦育种中的应用

以转抗旱相关TaEBP基因新春9号的T4代5个株系为供体材料,黄淮冬麦区金禾9123等10个主栽(推)小麦品种为受体材料进行杂交,结合小麦幼胚培养直接成苗、绿体快速春化、温室快速发育及分子跟踪检测技术建立快速定向育种体系;利用这一体系将抗旱相关TaEBP基因通过回交转育方法导入黄淮冬麦区小麦品种中,获得一批回交3代的转基因小麦新种质,使小麦的生育期缩短至90 d左右,可提高小麦育种速度和效率,实现1年4代快速繁育。     

黑龙江省水稻种质资源抗稻瘟病基因Pi-b的分子标记检测

为了明确水稻抗稻瘟病基因Pi-b在黑龙江省种质资源中的分布状况,利用已建立的水稻抗稻瘟病基因Pi-b显性分子标记对72个黑龙江省主栽品种和优异的种质资源进行了分子鉴定。结果表明:合江21、龙粳3号、龙粳4号、龙粳7号、龙粳14、龙粳25、佳禾早占、空育139、芦苇稻、哈05-203和中龙香粳1号共11个品种(系)含有Pi-b基因。     

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。     

不同春化时间对不结球白菜现蕾开花的影响

为探求不同品种不结球白菜(Brassica campestris ssp.chinensis Makino)的冬性强弱,找出其适宜的春化时间,以4个不结球白菜品种为试材,在3℃条件下分别对萌动种子春化处理10、15、20、25 d,调查不同春化时间对各品种现蕾开花的影响,综合评价植株现蕾开花早晚及开花期植株形态。结果表明,奶白菜最适春化时间为10 d,青梗白菜最适春化时间为15 d,乌塌菜最适春化时间为20 d,京水菜最适春化时间为25 d。4个不结球白菜品种冬性由弱到强为奶白菜、青梗白菜、乌塌菜、京水菜。