我国部分小麦农家种与历史品种春化和光周期基因分子鉴定

摘要

春化基因和光周期基因是影响小麦抽穗和开花的最主要因素，对小麦在不同环境条件下的适应性具有重要影响。本文通过对河南农业大学小麦分子育种课题组收集的254份农家种与历史品种的春化和光周期基因进行分子鉴定，阐明了该地区农家种与历史品种的春化基因和光周期基因的基因型分布规律，并详细阐述不同春化和光周期基因位点对小麦抽穗和开花的影响。主要研究结果如下：
　　1.利用小麦春化基因相关分子标记分别对254份供试材料Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3位点进行等位变异鉴定，结果表明，在Vrn-A1位点，所有参试品种全部为vrn-A1隐性等位基因型；在Vrn-B1位点，共发现3种等位变异类型，分别为vrn-B1、Vrn-B1a和Vrn-B1b，分布频率分别是89％、10%和1%；在Vrn-D1位点，共发现3种等位变异类型，分别为vrn-D1、Vrn-D1a和Vrn-D1b，分布频率分别是35%、47%和18%；对Vrn-B3位点进行检测，发现两种等位变异类型vrn-B3和Vrn-B3b，分布频率分别为95%和5%。进一步分析该4个位点基因型组合，发现在参试的品种中共有10种春化基因型组合，分别为vrn-A1/vrn-B1/Vrn-D1a/vrn-B3、vrn-A1/vrn-B1/vrn-D1/vrn-B3、vrn-A1/vrn-B1/Vrn-D1b/vrn-B3、vrn-A1/Vrn-B1a/vrn-D1/vrn-B3、vrn-A1/Vrn-B1/Vrn-D1a/vrn-B3b、vrn-A1/Vrn-B1a/Vrn-D1a/vrn-B3、vrn-A1/Vrn-B1a/Vrn-D1b/vrn-B3、vrn-A1/vrn-B1b/Vrn-D1a/Vrn-B3、vrn-A1/vrn-B1/Vrn-D1/vrn-B3b和vrn-A1/vrn-B1/Vrn-D1b/Vrn-B3b，其分布频率分别为39%、28%、16%、6%、3%、3%、2%、1%、1%和1%，其中，vrn-A1/vrn-B1/Vrn-D1a/vrn-B3和vrn-A1/vrn-B1/vrn-D1/vrn-B3是分布频率最高的2种基因型组合。
　　2.对小麦不同光周期基因位点进行鉴定，结果表明，在Ppd-D1位点，Ppd-D1a和Ppd-D1b两种基因型的分布频率分别为76%和24%。实验结果显示，供试材料大部分为光周期不敏感型，少部分为光周期敏感型，说明供试材料在种植地域上具有广泛适应性。进一步分析基因型组合发现，参试材料中共存在8种Ppd-D1多态性组合，分别为Hapl-Ⅰ、Hapl-Ⅱ、Hapl-Ⅲ、Hapl-Ⅳ、Hapl-Ⅴ、Hapl-Ⅵ、Hapl-Ⅶ、Hapl-Ⅷ，它们的分布频率分别为55.0%、31.5%、4.0%、4.0%、2.0%、1.6%、1.6%和0.3%。对Ppd-B1三种类型拷贝数进行检测，即Intacted Sonora64Ppd-B1a类型、Truncated Chinese Spring Ppd-B1a类型和Intacted Chinese Spring Ppd-B1a类型，结果显示其分布频率分别为18%、28%和16%。
　　3.进一步分析不同春化和光周期基因型组合与小麦抽穗期和开花期的关系，发现有vrn-A1/vrn-B1/Vrn-D1a/vrn-B3、vrn-A1/vrn-B1/vrn-D1/vrn-B3、vrn-A1/vrn-B1/Vrn-D1b/vrn-B3和vrn-A1/Vrn-B1a/vrn-D1/vrn-B3四种较为常见的基因型组合，其中拥有vrn-A1/vrn-B1/Vrn-D1a/vrn-B3和vrn-A1/vrn-B1/Vrn-D1b/vrn-B3基因型组合的小麦品种抽穗期和开花期较其他基因型组合明显偏晚。本实验结果表明，在Ppd-B1位点不含有Intacted Chinese Spring Ppd-B1a、Truncated Chinese Spring Ppd-B1a和Intacted Sonora64Ppd-B1a三种等位基因型的小麦品种具有最长的抽穗和开花天数；而携带有Intacted Chinese Spring Ppd-B1a、Truncated Chinese Spring Ppd-B1a和Intacted Sonora64Ppd-B1a三种等位基因型的小麦品种具有最短的抽穗和开花天数。在光周期Ppd-D1位点8个基因型组合中拥有Hapl-Ⅷ类型的小麦品种抽穗期和开花期在2个年度中均表现为最迟，而拥有Hapl-Ⅲ类型的小麦品种抽穗期和开花期在2个年度中均表现为最早。

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中文摘要

第一章 文献综述

1 小麦春化作用

1.1春化作用的概念

1.2春化作用的途径

1.3春化作用的研究进展

1.4调控小麦春化作用的基因

1.5小麦春化基因间的相互作用关系

2 小麦的光周期作用

2.1光周期作用的概念

2.2光周期作用的途径

2.3光周期基因的克隆

3研究的目的和意义

第二章 我国部分小麦农家种和历史品种春化基因型鉴定

1 引言

2材料与方法

2.1试验材料

2.2试验酶及其他试剂

2.3试验方法

3 结果与分析

3.1 Vrn-A1位点检测

3.2 Vrn-B1位点检测

3.3 Vrn-D1位点检测

3.4 Vrn-B3位点检测

3.5我国部分小麦农家种与历史品种春化基因型分布

4 结论与讨论

第三章 我国部分小麦农家种和历史品种光周期基因型鉴定

1引言

2材料与方法

2.1试验材料

2.2试验酶及其他试剂

2.3试验方法

3结果与分析

3.1光周期基因Ppd-D1位点检测

3.2光周期基因Ppd-B1拷贝数检测

3.3 Ppd-D1基因在我国部分小麦中的分布及其与抽穗期和开花期的关系

3.4 光周期基因Ppd-B1拷贝数与抽穗期和开花期之间的关系

4 结论与讨论

第四章 全文结论

1 我国部分小麦农家种和历史品种春化基因分布与小麦抽穗期和开花期的关系

2 我国部分小麦农家种和历史品种光周期基因分布与小麦抽穗期和开花期的关系

参考文献

英文摘要

附表1我国部分小麦农家种和历史品种基因型