用STS标记检测矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b在中国小麦中的分布

目的明确矮秆基因在中国小麦中的分布,有助于改良小麦株高和提高产量潜力。方法选用中国主要麦区品种(系)239份,用STS标记检测矮秆基因Rht-B1b(Rht1)和Rht-D1b(Rht2)的分布规律,验证其PCR标记在分子标记辅助育种中的可用性。结果(1)Rht-B1b和Rht-D1b特异性STS标记可以准确检测小麦品种的Rht-B1b和Rht-D1b矮秆基因。(2)Rht-B1b基因在全国的平均分布频率为24.3%,新疆冬春麦区高达62.5%,长江中下游冬麦区为42.3%,黄淮冬麦区、北部冬麦区和西北春麦区分别为28%、25.8%和25%,北部春麦区和西南冬麦区分别为9.1%和8.3%,东北春麦区供试材料未携带Rht-B1b基因。(3)Rht-D1b基因在全国的平均分布频率为46.9%,北部春麦区和黄淮冬麦区分别为72.7%和69%,西南冬麦区、西北春麦区和北部冬麦区分别为38.9%、37.5%和35.5%,长江中下游冬麦区和新疆冬春麦区分别为23.1%和12.5%,东北春麦区供试材料未携带Rht-D1b基因。结论分子检测结果和系谱分析表明,中国小麦品种(系)携带的Rht-B1b矮秆基因来自St2422/464和农林10,Rht-D1b矮秆基因来自农林10号、水源86、辉县红和蚰包麦。

春化、光周期和矮秆基因在不同国家小麦品种中的分布及其效应

为促进国外种质资源在我国的有效利用,将14个国家的100份代表性小麦品种在国内的8个代表性地点种植,调查抽穗期、成熟期和株高,并以4个春化基因(Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1和Vrn-B3)、1个光周期基因(Ppd-D1a)及2个矮秆基因(Rht-B1b和Rht-D1b)的分子标记检测所有品种的基因型。春化基因Vrn-A1a、Vrn-B1、Vrn-D1和vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1的分布频率分别为8.0%、21.0%、21.0%和64.0%;显性等位变异Vrn-A1a、Vrn-B1和Vrn-D1主要存在于来自中国春麦区及意大利、印度、加拿大、墨西哥和澳大利亚的品种中,这些品种一般为春性类型;春化位点均为隐性等位变异或vrn-A1+vrn-D1+Vrn-B1的品种主要分布在中国冬麦区、美国冬麦区、俄罗斯冬麦区,以及英国、法国、德国、罗马尼亚、土耳其和匈牙利,这些地区的小麦均为冬性类型。秋播时,供试品种均能正常抽穗,且携带春化显性变异的材料较隐性类型抽穗早,显性等位变异表现加性效应,4个春化位点均为隐性变异的一些欧美材料因抽穗太晚在杨凌和成都不能正常成熟;而春播时,显性等位变异基因型抽穗的频率高,隐性等位变异基因型基本不能抽穗。光周期不敏感基因Ppd-D1a的分布频率为68.0%,主要分布在中国、法国、罗马尼亚、俄罗斯、墨西哥、澳大利亚和印度,而光周期敏感等位变异Ppd-D1b主要分布在英国、德国、匈牙利和加拿大等中高纬度地区;携带Ppd-D1a的品种较携带Ppd-D1b的品种抽穗早,大多数Ppd-D1a品种在长日照和短日照条件下均能成熟,大部分Ppd-D1b品种在短日照条件下不能成熟。Rht-B1b和Rht-D1b基因的分布频率分别为43.0%和35.0%,其中,Rht-B1b主要分布于美国、罗马尼亚、土耳其、意大利、墨西哥和澳大利亚,Rht-D1b主要分布于中国、德国、英国、意大利和印度。一般来说,一个国家的品种携带Rht-B1b或Rht-D1b之一,而这2个基因在高纬度地区分布频率较低。Rht-B1b、Rht-D1b和Ppd-D1a的降秆作用均达显著水平,Rht-B1b和Rht-D1b的加性效应突出。

宁夏春小麦矮秆基因分子标记检测分析

[目的]分析宁夏春小麦育种材料常用矮秆基因的分布,为本地小麦改良株高性状提供理论依据。[方法]以宁夏大学小麦遗传育种实验室212个(其中54个材料由中国农业科学院引进)春小麦育种亲本为材料,调查其株高、穗长、穗下茎节等农艺性状,利用分子标记检测分析材料中常用矮秆基因Rht-B1b(Rht1)、Rht-D1b(Rht2)和Rht8的分布。[结果]中国农业科学院引进材料的株高、穗长、穗茎节的平均值(分别为69.2、7.8、28.5 cm)明显低于现有亲本材料(分别为83.6、11.1、32.0 cm)。矮秆基因检测发现166份材料携带Rht-B1b基因,占总检测材料的75.1%;88份材料含有Rht-D1b基因,占39.8%;191份材料含Rht8基因,占总检测材料的86.4%。携带Rht-D1b基因的9个材料同时含有Rht-B1b和Rht8基因。其中,引进材料中Rht8、Rht-B1b、Rht-D1b分别占85.1%、72.0%、33.3%,与整体材料中各矮秆基因分布相似。[结论]目前宁夏春小麦育种材料中普遍含有矮秆基因Rht8,其次是Rht-B1b,但主栽品种和主推品种以及核心育种亲本材料均含有Rht-D1b,即现有亲本材料中含Rht8+Rht-B1b的材料所占比例较Rht8+Rht-D1b多,但新培育的品种以含有Rht8+Rht-D1b为主。这可能是主栽品种宁春4号(Rht8+Rht-D1b)在当地长期种植,并作为育种骨干亲本被长期利用的结果。