甘肃省小麦地方品种春化、光周期基因分布频率及冬春性分析

地方品种资源是小麦新品种选育的重要亲本来源,充分应用其优异性状对于育种实践具有重要意义。本研究利用分子标记检测甘肃省种质库地方品种春化(Vrn-A1、Vrn-B1、VrnD1和Vrn-B3)和光周期(Ppd-D1)基因的等位变异。结果表明:(1)445份地方品种共携带6种春化基因显性等位变异,分布频率差异较大,分别为Vrn-A1a (2.5%)、Vrn-B1a (11.0%)、Vrn-B1b(1.6%)、Vrn-B1c (0.5%)、Vrn-D1 (67.4%)和Vrn-B3(0.5%);在检测材料中光周期非敏感等位变异Ppd-D1a分布频率为17.8%。(2)除Vrn-B1a+Vrn-D1外,其余显性春化基因等位变异组合的材料全部分布在春麦区;从春麦区到冬麦区,春化基因显性等位变异分布频率呈降低趋势,而隐性等位变异频率呈升高趋势;Ppd-D1a在甘肃省不同麦区均有分布,且冬麦区分布频率远高于春麦区。陇东旱塬冬麦区分布频率最高(35.6%),洮岷高寒春麦区分布频率最低(5.1%)。(3)比较基于资源目录记载的冬春性和春化基因显性等位变异推断的冬春性的一致性,发现春性和弱冬性品种的一致性较高,冬性和强冬性品种的一致性较低,从甘肃省春麦区到冬麦区,一致性逐渐降低。(4)筛选出83、119和82份地方品种,可分别在春麦区(甘肃省中西部及洮岷高寒春麦区等)、冬季较为温暖的秋播冬麦区(陇南嘉陵江上游、天水南部渭河上游等)及较为寒冷的冬麦区(如平凉、庆阳的泾河流域及天水、定西的北部等)的育种中广泛应用。研究结果为现代小麦育种中发掘利用优异地方种质资源提供参考。

春化和光周期基因等位变异在23个国家小麦品种中的分布

为促进国外资源在我国小麦育种中的有效利用,以小麦春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1和Vrn-B3及光周期位点Ppd-D1标记对23个国家的755份品种进行检测,同时在河南安阳秋播,观察抽穗期和成熟期。分子标记检测结果表明,Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1和vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1的分布频率分别为13.0%、21.1%、15.6%和64.2%,显性等位变异Vrn-B3在检测材料中缺失。春化基因显性等位变异Vrn-A1、Vrn-B1和Vrn-D1主要分布在中国春麦区和长江中上游冬麦区、意大利、印度、日本、加拿大、墨西哥、智利、阿根廷和澳大利亚,上述地区的小麦一般为春性类型;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北方、美国中部和南部、德国、法国、挪威、乌克兰、俄罗斯、伊朗、土耳其、匈牙利、保加利亚、罗马尼亚和塞尔维亚,这些地区的小麦为冬性类型。光周期迟钝型Ppd-D1a的分布频率为55.2%。光周期敏感等位变异Ppd-D1b主要分布在纬度较高的地区,即美国各麦区以及德国、挪威、匈牙利、中国东北地区、加拿大、智利和阿根廷,来自其余麦区的品种均携带光周期迟钝等位变异Ppd-D1a;携带Ppd-D1a的品种在河南安阳大部分能够成熟,而携带Ppd-D1b的品种在河南安阳基本不能成熟。在安阳春化显性等位变异Vrn-A1a未加速小麦抽穗,而携带Vrn-B1和Vrn-D1等位变异的部分春化需求品种能够正常抽穗,主要因河南安阳生长季节的温度能够满足春化需求。

黄淮麦区小麦品种春化光周期基因型及其与产量性状的相关性

为了解新品种的春化和光周期基因的显隐性组成及对产量的影响,以2011-2012年度国家冬小麦品种区域试验黄淮南片的42个小麦品种为材料,用STS标记对Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3四个春化基因和光周期基因Ppd-D1位点进行检测,并结合供试材料的农艺性状,探讨春化基因显隐性组成与品种的冬春性、抽穗期及产量性状的相关性。结果表明,42个小麦品种均含有光周期非敏感型等位变异Ppd-D1a。各显性春化基因中,Vrn-D1的出现频率和含有其的品种(系)数最高(38.1%和16);Vrn-A1与每穗小穗数呈显著负相关;Vrn-B1与抽穗期呈显著正相关,与每穗小穗数和产量呈显著负相关;Vrn-D1与抽穗期呈极显著正相关。在春化基因组合中,vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1与抽穗期呈极显著负相关,与每穗小穗数呈显著正相关;Vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1与每穗小穗数呈显著负相关;vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1与抽穗期呈显著正相关。说明在小麦可以正常成熟的前提下,对产量等性状有正向作用的最佳春化基因型组合为Vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1。

春化和光周期基因在陕西小麦品种中的分布

为了解陕西小麦品种中春化基因和光周期基因的分布特点,采用STS标记检测了陕西境内173份小麦品种春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3和光周期基因Ppd-D1位点的显性等位变异组成。结果表明,4个春化基因位点显性等位变异在陕西小麦中的平均分布频率不同,顺序为Vrn-D1(38.2%)>Vrn-B1(16.2%)>Vrn-A1(1.2%)>Vrn-B3(0%)。春化显性等位变异在陕西境内各麦区的分布频率也不同:归属于北部冬麦区的小麦品种4个春化位点均处于隐性状态;归属于黄淮冬麦区的小麦品种显性等位变异分布比例顺序为Vrn-D1(41.7%)>Vrn-B1(19.1%)>Vrn-A1(0%)=Vrn-B3(0%);归属长江中下游麦区的为Vrn-D1(40.3%)>Vrn-B1(16.1%)>Vrn-A1(0%)=Vrn-B3(0%),归属西南冬麦区的为Vrn-D1(54.6%)>Vrn-A1(18.2%)=Vrn-B1(18.2%)>Vrn-B3(0%)。在光周期Ppd-D1位点,99.4%的品种携带对光周期反应不敏感的显性等位变异Ppd-D1 a。陕西境内推广的小麦品种中存在7种春化和光周期基因显性等位变异组合,即Vrn-D1、Ppd-D1 a、Vrn-B1/Ppd-D1 a、Vrn-D1/Ppd-D1 a、Vrn-A1/Vrn-B1/Ppd-D1 a、Vrn-A1/Vrn-D1/Ppd-D1 a和Vrn-B1/Vrn-D1/Ppd-D1 a,平均分布频率为0.6%、49.7%、11.6%、32.3%、0.6%、0.6%和4.6%。5个位点显性等位变异组合在陕西境内不同麦区分布也不同:归属于北部冬麦区的检测小麦品种中,均携带单一显性等位变异Ppd-D1 a;归属于黄淮冬麦区的小麦品种中,显性等位变异组合出现5种类型,即Vrn-D1、Ppd-D1 a、Vrn-B1/Ppd-D1 a、Vrn-D1/Ppd-D1 a和Vrn-B1/Vrn-D1/Ppd-D1 a,比例分别为1.2%、45.2%、13.1%、34.5%和6.0%;归属于长江中下游冬麦区的小麦品种中存在4种显性等位变异组合类型,即Ppd-D1 a、Vrn-B1/Ppd-D1 a、Vrn-D1/Ppd-D1 a和Vrn-B1/Vrn-D1/Ppd-D1 a,分别占45.2%、14.5%、37.1%和3.2%;归属于西南冬麦区的小麦品种中存在5种类型,分布比例次序为Ppd-D1 a(36.3%)=Vrn-D1/Ppd-D1 a(36.3%)>Vrn-A1/Vrn-B1/Ppd-D1 a(9.1%)=Vrn-A1/Vrn-D1/Ppd-D1 a(9.1%)=Vrn-B1/Vrn-D1/Ppd-D1 a(9.1%)。这些信息为陕西选育广适性小麦品种提供了依据。

光周期基因在我国小麦品种中的多态性分布

为了明确光周期基因显隐性组成在我国小麦品种中的分布情况,利用小麦光周期基因Ppd-A1、Ppd-B1和Ppd-D1的STS分子标记,对我国180份小麦品种进行分子标记检测。结果显示,所有供试材料在B1位点均检测为隐性Ppd-B1b。在A1位点,仅有扬麦11品种检测为显性Ppd-A1a(0.6%),其余检测材料均为隐性Ppd-A1b;在D1位点,有5份材料检测为隐性,其余175份材料检测均为显性Ppd-D1a(97.2%)。对所有材料进行基因型统计分析,发现我国品种主要存在Ppd-A1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b、Ppd-A1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a和Ppd-A1a/Ppd-B1b/Ppd-D1a几种基因型。研究结果表明,我国小麦品种的光周期不敏感特性主要是Ppd-D1位点的变异,在Ppd-A1、Ppd-B1位点的变异较少。

甘肃小麦品种主要春化和光周期基因的组成和分布

为了明确甘肃小麦春化和光周期基因的分布特点,利用STS标记对96份品种的主要春化基因位点VRN-A1、VRN-B1、VRN-D1、VRN-B3和光周期基因PPD-D1位点的等位变异组成进行了检测和分析。结果表明,在甘肃小麦品种中,春化和光周期基因等位变异组合存在11种类型,每种类型的分布频率不同。其中,Ppd-D1a类型频率最高,Vrn-A1/Vrn-B1/Ppd-D1a次之。在春麦生态区存在11种组合类型,其中VrnA1/Vrn-B1/Ppd-D1a频率最高,Ppd-D1a次之。在河西灌溉春麦区、中部干旱春麦区与洮岷高寒春麦区频率最高的组合类型分别为Vrn-A1/Vrn-B1/Ppd-D1a、Vrn-A1/Vrn-B1和Ppd-D1a。与春麦生态区相比,冬麦生态区不存在春化基因显性变异Vrn-A1,且仅存在Ppd-D1a、Vrn-B1/Ppd-D1a、Vrn-D1/Pp-D1a三种类型的等位变异组合,其中,Ppd-D1a类型频率最高,Vrn-B1/Ppd-D1a次之。在陇南冬麦区、渭河上游冬麦区、泾河上游冬麦区中,基因组合类型Ppd-D1a均占主导地位,分布频率依次为46.2%、93.6%和100%。

小麦新品种春化和光周期基因组成以及春化基因与产量性状的关系

为研究春化和光周期基因在河南省小麦新品种中的分布特点及春化基因与产量性状的关系,以近年河南省冬小麦品种区域试验的118份小麦品种为材料,用STS标记对4个春化基因位点(Vrn-A1,Vrn-B1,Vrn-D1和Vrn-B3)和1个光周期基因位点(Phd-D1)进行检测,并结合供试材料的农艺性状,分析近年来河南省小麦新品种春化基因组成及其与品种的冬春性、苗穗期及产量性状的相关性。结果表明,供试的118份小麦品种在Phd-D1、Vrn-A1、Vrn-B3位点均为隐性等位变异;含有显性等位变异Vrn-B1的品种有9份,其分布频率为7.62%,且均表现为弱春性;含有显性等位变异Vrn-D1的品种有41份,其分布频率为34.7%,这些品种中有21份表现为弱春性;进一步的分析表明,显性等位变异Vrn-D1与苗穗期显著负相关,与产量构成各要素正相关,但未达显著水平;显性等位变异Vrn-B1与产量构成要素中的成穗数和穗粒数负相关,而与千粒重正相关,但均未达显著水平。

小麦光周期基因Ppd-D1的单核苷酸多态性

为了解小麦光周期基因Ppd-D1编码区单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP),采用琼脂糖凝胶电泳Ecotilling技术,对108份小麦品种中光周期基因Ppd-D1的核心编码区进行了SNP检测。结果表明,红芒麦、宁春27和红芒麦2具有相同的酶切带型,其目的序列与对照相比存在两处单碱基突变(C/T;G/A);坝农1号、定西35、QW6285等7份材料具有相同的酶切带型,其序列与对照相比含有一个5bp的缺失。初步分析表明,这三处SNP与小麦光周期敏感性没有直接的对应关系,但它们对小麦光周期敏感性产生了强度上的影响,加强了材料对光照长度的敏感性,一定程度上延迟了抽穗。本研究结果也说明琼脂糖凝胶电泳Ecotilling技术在小麦Ppd-D1基因SNP检测中具有良好的可行性。

小麦光周期基因在我国不同麦区中的组成分布

为明确光周期基因在我国小麦品种中的组成分布特点,利用已有的特异性分子标记对我国977份小麦品种的光周期基因Ppd-A1、Ppd-B1和Ppd-D1进行检测,分析比较不同麦区中光周期基因的组成分布特点。结果表明,在Ppd-A1位点有5份材料无PCR扩增条带(0.5%),其余972份材料都为光周期敏感型Ppd-A1b(99.5%);在Ppd-B1位点仅青春37为光周期不敏感型Ppd-B1a(0.1%),有3份材料无PCR扩增条带(0.3%),其余973份材料为光周期敏感型Ppd-B1b(99.6%);在Ppd-D1位点有789份材料为光周期不敏感型Ppd-D1a(80.8%),其余188份材料为光周期敏感型Ppd-D1b(19.2%)。在东北春麦区、新疆冬春兼播麦区、青藏春冬兼播麦区等高纬度麦区,小麦品种多携带光周期敏感型基因PpdD1b;在北部冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区,不敏感型Ppd-D1a基因分布频率较高;Ppd-D1a基因分布频率总体呈现以黄淮冬麦区为最高,向其他方向麦区呈现下降的趋势。在Ppd-A1位点和Ppd-B1位点发现的无PCR扩增条带的新等位变异,丰富了小麦育种种质资源的多样性,为选育适应不同环境条件的品种奠定了材料基础,是进一步研究的重要材料。

366份小麦品种春化光周期基因型组成及其与生殖物候稳定性的关系

为探究国内小麦品种春化光周期基因的显隐性组成及其与生殖物候稳定性的关系,以国内各大麦区主栽小麦品种及近几年的区试品系共366份为材料,采用STS标记对春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、VrnD1、Vrn-B3和光周期基因Ppd-D1进行检测;同时采用分期播种法,以不同播期之间的抽穗期相差天数为生殖物候稳定性的评价指标,探索春化、光周期基因型对生殖物候稳定性的影响。结果表明,366份材料中包含15种春化光周期基因型组合,其中组合vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1+Ppd-D1a最多,达48.91%,其次为vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1+Ppd-D1a,占16.39%。vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1+Ppd-D1a能最大程度地维持小麦生殖物候稳定性,使抽穗期差异维持在5.43d,而vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1+Ppd-D1b、vrn-A1+Vrn-B1+Vrn-D1+Ppd-D1a、Vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1+Ppd-D1b则赋予小麦极不稳定的生殖物候特性,使抽穗期差异达10d以上。此外,显性春化基因能降低小麦生殖物候稳定性,其效应表现为Vrn-A1>Vrn-B1>VrnD1;隐性春化基因能够增强小麦生殖物候稳定性,其效应为vrn-B1>vrn-D1>vrn-A1;光周期基因对生殖物候稳定性影响不显著。

江苏小麦品种春化和光周期基因的组成分析

利用春化基因Vrn-A1,Vrn-B1,Vrn-D1,Vrn-B3及光周期基因Ppd-Al、Ppd-Bl和Ppd-Dl的STS分子标记对选自江苏境内的114份小麦品种(系)进行检测,研究江苏小麦品种中春化和光周期基因的分布情况。结果表明:春化基因显性等位变异的分布频率依次为Vrn-Dla(57.9%)、Vrn-D1b(15.8%)、Vrn-A1b(5.3%)、Vrn-Bl(2.6%)和Vrn-B3(0)。江苏淮南麦区中Vrn-Dla的分布频率最高(77.5%);江苏淮北麦区中Vrn-D1b的分布频率最高(38.2%)。江苏地区共存在6种春化基因等位变异组合:vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1a(56.1%)、vrn-A1+vrn-B1+vrn-Dl(21.1%)、vrn-Al+vrn-Bl+Vrn-D1b(15.8%)、Vrn-Alb+vrn-Bl+vrn-Dl(2.6%)、vrn-A1+Vrn-B1+vrn-D1(2.6%)和Vrn-A1b+vrn-B1+Vrn-Dla(1.8%)。淮南麦区vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1a(75.0%)组合占主导地位;淮北麦区以vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1(50.0%)和vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1b(38.2%)组合为主。所有品种(系)均含有光周期敏感型基因Ppd-Alb和Ppd-Elb,有7个品种携带光周期敏感型基因Ppd-Dlb,其余品种均携带光周期不敏感型基因Ppd-D1a,占93.9%。

春化及光周期基因的等位变异及其对冬小麦光合及产量性状的影响

为了解春化及光周期基因对小麦光合及产量性状的影响,在抗旱棚中对冬麦区广泛种植的58个冬小麦品种进行水分胁迫和正常灌水处理,在灌浆期调查其光合性状,收获后调查其产量性状,并利用分子标记检测其春化及光周期基因的等位变异,进而分析在正常灌水和水分胁迫下春化及光周期基因的等位变异对光合及产量性状的影响。结果表明,供试材料中春化基因Vrn-B1和Vrn-D1位点的出现频率分别为8.62%和43.10%,未检测到春化基因Vrn-A1位点;光周期非敏感型位点Ppd-D1a的出现频率为91.38%。充分灌水条件下,含有vrn-D1位点的品种的净光合速率、蒸腾速率及单株生物量均较含有其显性位点的品种高,而在水分胁迫下,含有vrn-D1位点的品种仍能维持较高胞间CO2浓度、单株生物量及单株籽粒产量,表明该基因型可能更适应干旱环境。综上所述,春化及光周期基因对光合及产量性状有一定影响,携带vrn-D1位点的品种具有高且稳定的光合能力及产量水平,在小麦高光效育种中应注意利用。

利用KASP标记检测青海和西藏小麦品种中光周期基因分布

为了解青海和西藏小麦品种中光周期基因的分布情况,采用KASP标记对青海和西藏249份小麦品种光周期基因 Ppd-D1、 Ppd-B1和 Ppd-A1等位变异组成进行检测。结果显示,在 Ppd-B1位点上,237个品种携带光周期不敏感型等位变异 Ppd-B1a(95.18%),12个品种携带光周期敏感型等位变异 Ppd-B1b(4.82%);在 Ppd-A1位点上,233个品种携带光周期不敏感型等位变异 Ppd-A1a(93.57%),16个品种携带光周期敏感型等位变异 Ppd-A1b(6.43%);在 Ppd-D1位点上,221个品种携带光周期不敏感型等位变异 Ppd-D1a(88.76%),28个品种携带光周期敏感型等位变异 Ppd-D1b(11.24%)。光周期不敏感型等位变异 Ppd-B1a和 Ppd-A1a分别在青海和西藏小麦品种光周期反应中占主导地位。西藏和青海小麦品种中共存在6种等位变异组合类型,其中青海小麦品种中存在5种等位变异组合类型,不存在 Ppd-D1a/Ppd-B1b/Ppd-A1a类型,西藏农家品种中存在4种等位变异组合类型,不存在含光周期敏感型等位变异 Ppd-A1b的类型。等位变异组合 Ppd-D1a/Ppd-B1a/Ppd-A1a在青海和西藏小麦品种中分布最广。

春化及光周期基因的等位变异对小麦主要农艺性状及产量的影响

为了解春化及光周期基因对小麦生育期、农艺性状及产量的影响,以田间种植的253份国内外小麦品种(系)为材料,利用分子标记检测其春化基因(Vrn-1)和光周期基因( Ppd-D1)的等位变异,记录其抽穗期、开花期,在灌浆中期调查其株高、成穗数等农艺性状,收获后调查其产量性状。结果表明,供试材料中包含13种春化和光周期基因等位变异组合类型,其中含有 vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1+Ppd-D1a组合的材料最多,占59.68%;Vrn-1+Ppd-D1a组合可显著缩短小麦播种至开花所需的时间。含有 Vrn-A1a或 Vrn-B1材料的成穗数显著多于含有 Vrn-D1或 vrn-1的材料,但含有 Vrn-1不同等位变异的材料间产量无显著差异;含有 Vrn-A1a材料的旗叶长而窄。与含有 Ppd-D1b的小麦材料相比,含有 Ppd-D1a的材料开花期显著提前,且株高降低,同时穗下茎长、旗叶长和倒二叶长均显著缩短。综上,春化及光周期基因在影响小麦抽穗开花期的同时,对农艺性状和产量也有重要影响;含有 Vrn-D1+ Ppd-D1a组合的小麦材料在生育期稳定性、产量等性状上均表现优异,在育种中可多加利用。

贵州小麦春化和光周期基因分布及其对抽穗期和开花期的效应分析

【目的】了解春化和光周期基因在小麦中的组成和分布,探讨贵州小麦春化和光周期基因对抽穗期和开花期的效应,为贵州小麦生态适应性品种选育和利用提供参考。【方法】以272份小麦品种(系)为材料,分别利用春化基因VRN-A1、VRN-B1、VRN-B3和VRN-D1以及光周期基因Ppd-A1、Ppd-B1和Ppd-D1的分子标记引物进行PCR扩增,鉴定分析这些基因的等位变异类型及分布频率,并对小麦抽穗期和开花期进行田间观察鉴定。【结果】春化显性基因Vrn-A1、Vrn-B1和Vrn-D1在贵州省内和部分省外小麦供试材料中的分布频率为0.7%~85.2%,未检测到春化显性基因Vrn-B3分布。所有供试品种均携带Ppd-A1b和Ppd-B1b光周期敏感型等位基因;在光周期基因Ppd-D1位点,仅3份省外材料携带光敏感型基因Ppd-D1b,其余品种均携带光不敏感型基因Ppd-D1a。相关性分析表明:Ppd-D1b与小麦抽穗期和开花期呈极显著正相关,Vrn-B1与小麦抽穗期呈极显著负相关,而Vrn-D1和Vrn-B1+Vrn-D1组合类型均与小麦抽穗期和开花期呈极显著负相关。【结论】贵州小麦中春化和光周期基因类型和组合相较省外品种少,种质资源有待进一步丰富。春化和光周期基因影响小麦的抽穗期和开花期,合适的基因组成类型能提高小麦品种在不同环境的适应性。

小麦光周期基因的研究进展

小麦幼穗分化进程影响着小麦抽穗期,对小麦的环境适应性有着较大的影响。前人对影响小麦抽穗期的因素进行了大量的田间试验和分子实验验证,表明小麦光周期基因对小麦抽穗期有显著影响,对小麦地理环境的适应性和产量稳定性有重大关联。

黑龙江小麦春化和光周期主要基因组成分析

选取黑龙江省小麦品种126份,对其春化和光周期基因型及农艺性状进行研究。结果表明,春化和光周期基因位点显性等位变异组合在黑龙江省小麦中分布频率明显不同。含有显性基因组合Vrn-A1/Vrn-D1的分布频率最高,为26.2%,其次是显性基因Vrn-A1/Vrn-B1和Vrn-A1/Vrn-B1/Vrn-D1,分布频率分别为23.8%和23.0%,最低的是Vrn-B1基因,分布频率为0.8%,Vrn-B3位点在黑龙江小麦中不存在显性等位变异。光周期基因Ppd-D1位点的检测结果表明,53个小麦品种携带有Ppd-D1a基因型,表明光钝型小麦占42%,73个品种携带Ppd-D1b基因型,表明光敏型小麦占58%。结合田间性状调查分析春化和光周期基因对农艺性状的影响,发现在黑龙江省小麦品种中,光周期基因型对小麦的抽穗期有影响,Ppd-D1a的抽穗期比Ppd-D1b的抽穗期提前1～5d;春化和光周期基因等位变异组合对苗期习性有影响。

STS标记鉴定河南历史主推小麦品种春化光周期基因及与品种冬春性的相关性

为了解河南小麦栽培历史上主推小麦品种春化及光周期基因种类及分布特点,采用STS分子标记鉴定了河南小麦栽培历史上主推的43个品种的4种春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3和1个光周期基因Ppd-D1位点的显隐性。结果表明:Vrn-A1、Vrn-B3基因位点均为隐性,Vrn-B1和Vrn-D1显性基因频率分别为7.0%、51.1%,光周期显性基因Ppd-D1a频率为93.0%,研究结果说明河南历史上主推的小麦品种中,隐性春化基因和光周期不敏感的显性基因占主导。鉴定结果还表明,43份品种的春化基因与光周期基因组合有4类,第一类为vrn-A1+Vrn-B1+vrn-D1+vrn-B3+Ppd-D1a;第二类为vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1+vrn-B3+Ppd-D1a;第三类为vrn-A1+vrn-B1+vrn-B3+Vrn-D1+Ppd-D1b;第四类为vrn-A1+vrn-B1+vrn-B3+vrn-D1+Ppd-D1a,其所占频率依次为:7.0%、44.2%、7.0%、41.9%。春性品种至少携带一个显性春化基因Vrn-B1或Vrn-D1,且其光周期基因一定是光周期不敏感基因Ppd-D1a;冬性品种的4个春化基因位点均为隐性或仅含显性春化基因Vrn-D1,光周期敏感的隐性基因Ppd-D1b只在冬性品种中检出。通过鉴定小麦春化基因及光周期基因,我们明确了河南小麦栽培历史上主推品种的春化和光周期基因的种类、组成特点及品种演变趋势,对改良小麦品种适应性具有重要参考价值。

中国黑龙江省春小麦品种与俄罗斯春小麦品种(系)光周期基因类型的比较分析

利用光周期主要基因STS分子标记技术,对126份中国黑龙江省春小麦品种和265份引自俄罗斯的春小麦品种(系)进行了研究。结果显示,黑龙江省和俄罗斯春小麦品种光周期基因型分布比率明显不同。在黑龙江省春小麦中,有53份春小麦品种携带有Ppd-D 1a基因(光钝型),分布比率为42%,73份品种携带Ppd-D 1b基因(光敏型),分布比率为58%。在俄罗斯春小麦中,13份品种携带Ppd-D 1a基因,分布比率为5%,252份材料携带Ppd-D 1b基因,分布比率为95%。根据此结果,综合田间性状表现,合理选择两国小麦品种(系)资源作为亲本配制杂交组合,创造变异类型,可有效拓展黑龙江省小麦育种材料的遗传基础。

新疆小麦品种春化和光周期主要基因的组成分析

为了明确新疆冬春麦区小麦春化和光周期基因的分布特点,利用STS标记对185份品种(系)的重要春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3和光周期基因Ppd-D1位点的等位变异组成进行了检测和分析。结果表明,在新疆小麦品种中,春化和光周期基因位点显性等位变异分布频率不同。含有春化显性等位变异Vrn-A1的品种47个,占供试品种(系)的25.4%;Vrn-B1为43个,占23.3%;Vrn-D1为38个,占20.5%;Vrn-B3位点不存在显性等位变异。春化显性等位变异Vrn-A1、Vrn-B1和Vrn-D1在冬、春性小麦内的分布比例也不同。在春性小麦品种(系)中,显性等位变异Vrn-A1出现的频率较高(55.3%);其次为Vrn-B1,占50.6%;Vrn-D1占44.7%。在冬性小麦中,仅有显性等位变异Vrn-B1出现,占2.0%。在光周期基因Ppd-D1位点,80.0%的品种(系)携带光不敏感显性等位变异Ppd-D1a;其中在春性和冬性小麦品种(系)中,Ppd-D1a出现的频率分别为83.5%和77.0%。新疆小麦品种(系)中,存在11种春化和光周期基因显性等位变异组合。