小麥Vp-1基因的表達(dá)特性和STS標(biāo)記的開發(fā)與應(yīng)用.pdf

1、小麥成熟期穗發(fā)芽是一種世界性的小麥災(zāi)害，嚴(yán)重影響小麥品質(zhì)和產(chǎn)量。目前我國北方的大部分白粒小麥品種對穗發(fā)芽高度敏感，收獲期遇雨極易引起穗發(fā)芽而造成重大經(jīng)濟(jì)損失。如何控制小麥穗發(fā)芽，是小麥品種改良的關(guān)鍵問題。本試驗(yàn)利用不同穗發(fā)芽抗性材料，分離Vp-1及其等位基因；采用半定量RT-PCR的方法，分析Vp-1及其等位基因的表達(dá)特性；基于Vp-1及其等位基因序列差異，開發(fā)并驗(yàn)證Vp-1 STS標(biāo)記，并就其有效性與已開發(fā)的標(biāo)記作比較研究；利用Vp-

2、1 STS標(biāo)記，結(jié)合不同穗發(fā)芽測定方法，鑒定具有不同穗發(fā)芽抗性機(jī)制的小麥品種。主要結(jié)果如下： 1．在小麥3B染色體上發(fā)現(xiàn)了2個(gè)與穗發(fā)芽抗性相關(guān)的Vp-1的新型等位變異，分別命名為Vp-1 Bb 和 Vp-1Bc，它們與Vp-1Ba(AJ400713)分別具有95.43％和97.89％的同源性；與Vp-1Ba相比，Vp-1Bb和Vp-1Bc在第3個(gè)內(nèi)含子中分別具有193bp的插入和83bp的缺失，分別是由反轉(zhuǎn)座子和轉(zhuǎn)座子引起，在此

3、基礎(chǔ)上開發(fā)出與穗發(fā)芽抗性相關(guān)的Vp-1BSTS標(biāo)記，并命名為Vp1B3；經(jīng)驗(yàn)證，Vp1B3標(biāo)記可以有效地區(qū)分具有不同穗發(fā)芽抗性的小麥品種基因型，可用于種質(zhì)資源的篩選和分子標(biāo)記輔助育種。 2．對開花后不同發(fā)育時(shí)期的Vp-1A、Vp-1B和Vp-1D基因的表達(dá)分析顯示：開花后25d、30d和35d的幼胚中，雖然Vp-1A、Vp-1B和Vp-1D均存在轉(zhuǎn)錄本的錯(cuò)誤剪切現(xiàn)象，但只有Vp-1B的正常剪切的轉(zhuǎn)錄本豐度在抗、感穗發(fā)芽品種間存在

4、差異，且Vp-1Bb和Vp-1Bc比Vp-1Ba具有更高的表達(dá)量；用30uM ABA浸泡2d后，3個(gè)Vp-1B等位基因在胚中均觀測到轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)，尤以Vp-1Bb轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)量最高，但在30uM ABA浸泡4d后，均未觀測到Vp-1Bb和Vp-1Bc轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)，而Vp-1Ba轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)量基本沒有變化，說明這3個(gè)等位基因?qū)BA的敏感性是不同的，其原因是插入和缺失影響了胚對ABA的敏感性，最終導(dǎo)致了品種對穗發(fā)芽抗性的不同差異。

5、 3．將開發(fā)的STS標(biāo)記Vp-1B3與已報(bào)道的小麥穗發(fā)芽抗性標(biāo)記MST101、wmc104、Xgwm155的有效性比較可知，Vp1B3、Xgwm155標(biāo)記與穗發(fā)芽抗性相關(guān)，而MST101、wmc104標(biāo)記與穗發(fā)芽抗性無關(guān)，利用Vp1B3和Xgwm155標(biāo)記來篩選小麥穗發(fā)芽抗性品種，將會(huì)提高選擇效率和準(zhǔn)確性。 4．利用Vp1B3標(biāo)記結(jié)合整穗發(fā)芽法和發(fā)芽指數(shù)鑒定33份小麥新品系的穗發(fā)芽抗性結(jié)果表明：紅?？顾氚l(fā)芽品系CA0489屬于V

6、p-1Bb基因型和紅色種皮休眠型，CA0481屬于Vp1Bc抗穗發(fā)芽基因型；白?？顾氚l(fā)芽品系CA0509和CA0459的抗性為非Vp1B3類型，其抗性可能與穗部性狀和穎殼抑制物有關(guān)。 5．應(yīng)用Vp1B3標(biāo)記對中國的38份地方品種、94份歷史品種和106份當(dāng)代品種的Vp-1B基因多樣性檢測結(jié)果表明：Vp1-Ba、Vp1-Bb、Vp1-Bc和Vp-1Be基因型在地方品種中的分布頻率分別為45％、18％、34％和3％，在歷史品種中分別