小麦品种耐寒性与春化VRN-1等位基因的关系研究

以来自11个省份的134个小麦品种为试验材料,于2009-2010年在石家庄种植,调查冻害情况;并利用分子标记鉴定VRN-1等位基因组成,以明确小麦品种春化VRN-1等位基因组成与耐寒性的关系。结果表明:小麦品种的耐寒性与其VRN-1等位基因组成、地理来源和耐旱性等因素有密切关系。当地理来源相同时,品种的耐寒性一般随着VRN-1等位基因控制的春化效应的增强而减弱;当VRN-1等位基因组成相同时,品种的耐寒性一般随着地理来源的纬度降低而减弱。本研究结果为小麦品种的耐寒性改良提供了重要参考。

春化基因VRN-1在骨干亲本南大2419衍生系中的分布

春化是指某些植物需要在低温环境下放置一段时间才能诱导开花的过程,是植物适应寒冷冬季的一项重要功能。小麦中主要的春化基因是VRN-1基因,分别为VRN-A1,VRn-B1和VRN-D1。本课题通过使用PCR分子标记技术测定了骨干亲本南大2419的69个衍生系品种的VRN-1基因型。结果表明:在所有测试品种中,显性VRN-A1的频率为4.3%,显性VRN-B1的频率为30.4%而显性VRN-D1的频率为81.1%。显性VRN-A1和VRN-B1基因的分布频率呈现出从冬小麦区到春小麦区的上升趋势。同时也提出了其对今后育种工作的影响。

郑麦9023春化基因VRN-1的组成及表达

以郑麦9023叶片为材料,利用序列特异性PCR扩增技术克隆了春化基因VRN-1,并通过0～2℃冰箱模拟春化处理0、10、20和30d,对该基因在一叶期至九叶期叶片中的表达进行了分析。PCR分析表明,VRN-1基因在郑麦9023的A和D基因组中均为隐性,在B基因组中为显性,基因等位类型为vrnA1VrnB1vrnD1。在克隆VRN-A1、VRN-B1和VRN-D1基因序列的基础上,设计了3个等位基因的特异引物,并利用该特异引物进行半定量RT-PCR分析。结果显示,在未经春化处理的条件下,一叶期未检测到VRN-A1和VRN-D1表达,而VRN-B1已有较低水平的表达;从三叶期开始,3个等位基因都有较高水平的表达,并一直持续至开花期。在春化处理10、20和30d条件下,VRN-1的3个等位基因在一叶期就出现较高水平的表达,并保持至开花期。

春化基因Vrn-1对二系杂交小麦亲本抽穗期的作用研究

为研究春化基因 Vrn-1对二系杂交小麦亲本抽穗期的作用,利用春化基因 Vrn-1的7个KASP功能标记,对130份二系杂交小麦亲本(34份不育系,96份恢复系)进行检测,分析 Vrn-1等位基因的组成和分布;并以播种至抽穗的日历日和生长度日为指标,研究春化基因 Vrn-1与二系杂交小麦亲本抽穗期的关系。结果表明,供试材料以冬性为主,包含39种春化基因型。其中,1号、3号、4号、5号、7号、9号、10号、13号、18号基因型在不育系和恢复系中都存在,分别占不育系和恢复系的76.48%和46.87%。本研究不育系和恢复系在年度间和基因型间播种至抽穗的生长度日比日历日更稳定。2018-2019和2019-2020两个年度制种亲本组合“3号×4号”的生长度日差值在河南邓州分别为-118.9和-122.0℃·d;亲本间差异达到极显著水平。具有3号和4号基因型的不育系和恢复系可作为抽穗期稳定的制种亲本组合材料。