我國小麥春化基因和光周期基因鑒定.pdf

1、開花期能夠在一定程度上反映小麥品種對不同環(huán)境條件的適應(yīng)性，而開花期主要是由小麥的春化基因和光周期基因調(diào)控的。黃淮麥區(qū)占全國小麥總產(chǎn)量的60％-70％，但目前該麥區(qū)小麥品種的春化和光周期基因型還不是十分清楚，這在一定程度上限制了該地區(qū)優(yōu)異種質(zhì)資源的利用和推廣。為此，本研究對我國黃淮麥區(qū)地方品種、當(dāng)前大面積推廣的主栽品種和歷史品種的春化基因和光周期基因進(jìn)行了鑒定，并分析了其分布規(guī)律，以期挖掘新的等位基因和優(yōu)異基因型組合，為研究我國小麥優(yōu)異種

2、質(zhì)資源篩選和高產(chǎn)廣適小麥新品種的選育提供參考。
　　以河南農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥育種實(shí)驗(yàn)室提供的173份不同時(shí)期黃淮麥區(qū)小麥品種、51份甘肅春小麥品種和191份農(nóng)家種為材料，利用SLS法提取DNA、Trizol法提取RNA、特異性引物PCR擴(kuò)增、限制性內(nèi)切酶酶切技術(shù)、DNA克隆和測序技術(shù)等，對參試材料的春化基因和光周期基因不同位點(diǎn)的等位變異類型進(jìn)行了鑒定與分析，同時(shí)采用熒光定量以及蛋白免疫印跡(western-blot)等技術(shù)，分別從RNA

3、水平和蛋白水平上探索新等位基因的功能，以進(jìn)一步分析新變異類型在小麥生長發(fā)育過程中的作用。本文的主要結(jié)果如下:
　　1.利用小麥春化作用相關(guān)基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1和 Vrn-B3的分子標(biāo)記，對參試的173份黃淮麥區(qū)小麥品種進(jìn)行檢測，用Vrn-B3位點(diǎn)的特異性分子標(biāo)記進(jìn)行擴(kuò)增時(shí)發(fā)現(xiàn)了茶店紅材料的擴(kuò)增片段比其他參試材料高出約900 bp，對該片段進(jìn)行回收、克隆以及測序，發(fā)現(xiàn)了Vrn-B3一個(gè)新的等位基因變異類型，命

4、名為Vrn-B3b。茶店紅材料中的等位基因Vrn-B3b是在隱性等位基因vrn-B3的啟動(dòng)子區(qū)存在一個(gè)890 bp的插入。用Vrn-B3位點(diǎn)的特異性分子標(biāo)記對冀874-109材料進(jìn)行擴(kuò)增時(shí)效果不好，又根據(jù)Vrn-B3a序列設(shè)計(jì)了5對引物，分別對冀874-109材料進(jìn)行擴(kuò)增，發(fā)現(xiàn)該材料序列與顯性等位基因Vrn-B3a相比，其啟動(dòng)子區(qū)存在兩個(gè)片段的缺失，分別為20 bp和4 bp，命名為Vrn-B3c。依據(jù)Vrn-B3b和Vrn-B3c的序

5、列，本研究開發(fā)了兩個(gè)新的標(biāo)記。用Vrn-A1位點(diǎn)的特異性分子標(biāo)記進(jìn)行擴(kuò)增時(shí)發(fā)現(xiàn)鶴麥26在該位點(diǎn)沒有擴(kuò)增產(chǎn)物，進(jìn)一步分析表明鶴麥26為Vrn-A1缺失類型。RT-PCR和western-blot結(jié)果表明，含有一個(gè)890 bp插入的等位基因Vrn-B3b表達(dá)量顯著低于隱性的vrn-B3基因。茶店紅（Vrn-B3b）和鶴麥26（Vrn-A1缺失）的抽穗期和開花期在春化或未春化條件下均比偃展4110（vrn-B3/vrn-A1）的晚。結(jié)果表明，

6、Vrn-B3b在啟動(dòng)子區(qū)的890 bp缺失以及Vrn-A1位點(diǎn)的缺失都對小麥的抽穗期和開花期起到延遲作用。
　　2.本研究對參試173份材料的光周期基因型進(jìn)行鑒定，共檢測到6種Ppd-D1多態(tài)性組合，分別為Hapl-Ⅰ、Hapl-Ⅱ、Hapl-Ⅲ、Hapl-Ⅳ,另外兩個(gè)新的基因型組合，分別命名為Hapl-Ⅶ和Hapl-Ⅷ。它們的分布頻率分別為89.6％、1.7％、0.6％、4.6％、2.3％和1.2％。Hapl-Ⅰ在所參試的材料中

7、分布是最普遍的，而Hapl-Ⅲ則分布頻率最低。Hapl-Ⅶ是在丹麥1號(hào)、冀923235、冀874-109以及花培矮這4份材料里發(fā)現(xiàn)的，其第8個(gè)外顯子上存在2089 bp的缺失、第1個(gè)內(nèi)含子上存在轉(zhuǎn)座子和第7個(gè)外顯子上存在5bp的插入;Hapl-Ⅷ是在大拇指矮和咸83(104)-11中“S”兩個(gè)品種中發(fā)現(xiàn)的，其第8個(gè)外顯子上的2089bp、第1個(gè)內(nèi)含子上的轉(zhuǎn)座子和第7個(gè)外顯子上的5 bp都缺失。這兩種基因型的抽穗期和開花期有明顯的不同。<

8、br>　　3.參試的173份黃淮麥區(qū)材料中共發(fā)現(xiàn)14種春化基因型組合，分別為vrn-A1/vrn-B1/vrn-D1/vrn-B3、vrn-A1/vrn-B1/Vrn-D1a/vrn-B3、vrn-A1/vrn-B1/Vrn-D1b/vrn-B3、vrn-A1/Vrn-B1a/vrn-D1/vrn-B3、Vrn-A1a/vrn-B1/vrn-D1/vrn-B3、vrn-A1/Vrn-B1a/Vrn-D1a/vrn-B3、vrn-A1/V

9、rn-B1a/Vrn-D1b/vrn-B3、vrn-A1/Vrn-B1a/Vrn-D1b/vrn-B3、Vrn-A1a/vrn-B1/Vrn-D1b/vrn-B3、vrn-A1/Vrn-B1a/vrn-D1/Vrn-B3c、 vrn-A1/vrn-B1/Vrn-D1b/Vrn-B3b、 vrn-B1/vrn-D1/Vrn-B3a、 Vrn-A1b/vrn-B1/vrn-D1/vrn-B3和Vrn-A1b/Vrn-B1a/vrn-D1/v

10、rn-B3。其中前三種組合的分布頻率分別為53.2％、17.3％和21.4％，是黃淮麥區(qū)分布頻率最高的3個(gè)基因型組合，另外11中基因型組合只在少部分材料中出現(xiàn)。
　　4.對191份中國農(nóng)家種的春化基因型進(jìn)行鑒定分析后，發(fā)現(xiàn)在876、347、351、DA8和DB9這5個(gè)材料的擴(kuò)增片段比其他參試材料均高出200 bp左右，對其克隆測序后，發(fā)現(xiàn)它們屬于同一類型，即在隱性等位基因vrn-D1的啟動(dòng)子區(qū)存在175 bp的插入，把它命名為Vr

11、n-D1c。
　　5.對參試的191份農(nóng)家種進(jìn)行春化基因型鑒定，共發(fā)現(xiàn)有6種春化基因等位基因組合，分別為vrn-A1/vrn-B1/Vrn-D1a/vrn-B3、vrn-A1/vrn-B1/Vrn-D1b/vrn-B3和vrn-A1/vrn-B1/vrn-D1/vrn-B3、vrn-A1/Vrn-B1a/vrn-D1/vrn-B3、vrn-A1/Vrn-B1a/Vrn-D1b/vrn-B3和vrn-A1/Vrn-B1b/Vrn-D