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)境條件的適應性，而開花期主要是由小麥的春化基因和光周期基因調控的。黃淮麥區(qū)占全國小麥總產量的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、質資源篩選和高產廣適小麥新品種的選育提供參考。
　　以河南農業(yè)大學小麥育種實驗室提供的173份不同時期黃淮麥區(qū)小麥品種、51份甘肅春小麥品種和191份農家種為材料，利用SLS法提取DNA、Trizol法提取RNA、特異性引物PCR擴增、限制性內切酶酶切技術、DNA克隆和測序技術等，對參試材料的春化基因和光周期基因不同位點的等位變異類型進行了鑒定與分析，同時采用熒光定量以及蛋白免疫印跡(western-blot)等技術，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。本文的主要結果如下:
　　1.利用小麥春化作用相關基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1和 Vrn-B3的分子標記，對參試的173份黃淮麥區(qū)小麥品種進行檢測，用Vrn-B3位點的特異性分子標記進行擴增時發(fā)現(xiàn)了茶店紅材料的擴增片段比其他參試材料高出約900 bp，對該片段進行回收、克隆以及測序，發(fā)現(xiàn)了Vrn-B3一個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的啟動子區(qū)存在一個890 bp的插入。用Vrn-B3位點的特異性分子標記對冀874-109材料進行擴增時效果不好，又根據(jù)Vrn-B3a序列設計了5對引物，分別對冀874-109材料進行擴增，發(fā)現(xiàn)該材料序列與顯性等位基因Vrn-B3a相比，其啟動子區(qū)存在兩個片段的缺失，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)了兩個新的標記。用Vrn-A1位點的特異性分子標記進行擴增時發(fā)現(xiàn)鶴麥26在該位點沒有擴增產物，進一步分析表明鶴麥26為Vrn-A1缺失類型。RT-PCR和western-blot結果表明，含有一個890 bp插入的等位基因Vrn-B3b表達量顯著低于隱性的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。結果表明，

6、Vrn-B3b在啟動子區(qū)的890 bp缺失以及Vrn-A1位點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、冀923235、冀874-109以及花培矮這4份材料里發(fā)現(xiàn)的，其第8個外顯子上存在2089 bp的缺失、第1個內含子上存在轉座子和第7個外顯子上存在5bp的插入;Hapl-Ⅷ是在大拇指矮和咸83(104)-11中“S”兩個品種中發(fā)現(xiàn)的，其第8個外顯子上的2089bp、第1個內含子上的轉座子和第7個外顯子上的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份中國農家種的春化基因型進行鑒定分析后，發(fā)現(xiàn)在876、347、351、DA8和DB9這5個材料的擴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份農家種進行春化基因型鑒定，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