小麥春化基因Vrn-1新等位變異發(fā)掘.pdf

1、開花是植物生命過程中的重要階段,是受溫度、光照、水分等多因素影響的復(fù)雜的生理過程。春化作用是一些一年生或多年生的溫帶或亞熱帶植物經(jīng)歷一段時(shí)間的低溫而啟動或促進(jìn)開花的過程。小麥?zhǔn)俏覈匾募Z食作物,能夠適應(yīng)多樣的種植環(huán)境,與其進(jìn)化過程中形成的具有不同春化需求類型的品種有直接的關(guān)系。根據(jù)小麥對春化需求的不同劃分為春性、弱冬性及冬性三類。前人的研究也證實(shí)這三類小麥中蘊(yùn)含著不同的春化基因,并且春化基因間的組合與地域分布有著十分密切的聯(lián)系。

2、>　　 通過序列分析發(fā)掘小麥材料中蘊(yùn)涵的春化基因變異位點(diǎn),并驗(yàn)證其功能,不僅對完善小麥春化分子機(jī)制具有重要的意義,而且可以開發(fā)新的春化基因分子標(biāo)記,為小麥品種培育或改良奠定基礎(chǔ)。
　　 實(shí)驗(yàn)的主要結(jié)果如下:
　　 1.對自然群體中的小麥材料進(jìn)行了檢測,獲得4份小麥材料攜帶Vrn-D1顯性基因,但呈現(xiàn)弱冬性生長習(xí)性。序列分析表明在Vrn-D1啟動子的CArG-box區(qū)存在一處A/C單堿基變化,使得攜帶不同Vrn-D1等位

3、基因的小麥材料呈現(xiàn)了春性(Vrn-Dla)和弱冬性(Vrn-Dlb)兩種表型。
　　 2.對本實(shí)驗(yàn)室前期獲得14份弱冬性小麥材料進(jìn)行了基因型與表型的鑒定,獲得了4份Vrn-1基因在A、B、D基因組均為隱性,但表型為弱冬性的材料,進(jìn)行克隆測序并與已發(fā)表的春化基因Vrn-1序列進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)在Vrn-A1第一內(nèi)含子區(qū)有4處新的單堿基變化(SNP1～SNP4),屬于三種單倍型(單倍型Ⅰ:GGTG、單倍型Ⅱ:GATG和單倍型Ⅲ:TGGA

4、)。
　　 3.利用實(shí)時(shí)定量的方法對新等位變異進(jìn)行功能驗(yàn)證,結(jié)果顯示弱冬性材料對低溫春化的需求低于冬性材料,低溫處理3周后,攜帶單倍型Ⅰ和Ⅱ的小麥材料比攜帶單倍型Ⅲ的小麥材料Vrn-1表達(dá)明顯增強(qiáng)。冬性對照材料低溫處理4周以后表達(dá)量開始逐漸升高,顯著高于弱冬性材料中該基因的表達(dá)量,表明冬性對照材料對低溫春化的需求強(qiáng)于弱冬性材料。
　　 4.基因型與表型不符的4份材料的F2代分離群體在無春化條件下統(tǒng)計(jì)生長狀態(tài),結(jié)果顯示,A