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光周期基因是决定小麦抽穗的重要基因,不仅影响小麦的生长生育和产量,而且还决定小麦对环境的适应性。研究光周期基因对小麦引种﹑育种具有重要意义。本研究利用分子标记检测997份全国不同麦区小麦品种(系)光周期基因组成,比较光周期基因在不同麦区的分布特点;其中部分品种进行了春化基因检测和两年度田间抽穗期鉴定,分析基因组成与抽穗期表型之间的关系;对Ppd-B1新等位变异基因上游序列进行克隆,并开发了新的分子标记。全文主要结果如下:1、对997份全国各麦区的小麦品种(系)进行光周期基因组成鉴定和分析发现,在小麦光周期基因Ppd-A1位点,出现PCR扩增没有条带的变异类型材料(0.5%),其余材料都为隐性Ppd-A1b.2基因型,占99.5%;在Ppd-B1位点,出现PCR扩增没有条带的变异类型材料(0.3%),显性基因型Ppd-B1a.1材料占0.1%,其余材料都为隐性基因型Ppd-B1b.1,占99.6%;在Ppd-D1位点中,显性基因型Ppd-D1a.1占主导地位(80.3%),其余材料都为隐性基因型Ppd-D1b.2,占19.7%。高纬度地区的东北春麦区、新疆冬春麦区和西藏春冬兼播麦区等,选育出的品种(系)多为光周期反应不敏感型Ppd-D1b.2,其他麦区的小麦品种以敏感型Ppd-D1a.1为主。各个麦区的Ppd-D1a.1基因型分布频率从低到高顺序为:新疆冬春麦区(40.0%)<东北春麦区(43.3%)<北部春麦区(45.5%)<西藏春冬兼播麦区(53.4%)<华南冬麦区(69.2%)<西北春麦区78.1%)<西南冬麦区(87.2%)<长江中下游冬麦区(91.0%)<北部冬麦区(92.2%)<黄淮冬麦区(93.6%)。我国小麦品种中显性基因Ppd-D1a.1的分布频率由北向南先升高后降低,呈现中间高两边低的趋势。从东西来看,Ppd-D1a.1基因分布频率从西向东逐渐升高。从所分析麦区小麦总体来看,Ppd-D1a.1基因分布频率以黄淮冬麦区为最高,向其它方向呈下降趋势。对其中的309份供试材料进行光周期基因型组合与抽穗期关系分析,共有3种组合类型,组合为Ppd-A1b.2/bpd-B1b.1/Ppd-D1b.2类型的占33.7%,平均抽穗期206.5±5.4d;组合为Ppd-A1b.2/Ppd-B1b.1/Ppd-D1a.1类型的占69.0%,平均抽穗期199.2±4.2 d。2.对所选的其中158份试验材料进行春化、光周期基因型组成检测及抽穗期表型鉴定,获得了以下结果:在光周期基因Ppd-A1和Ppd-B1位点发现的无PCR扩增条带的新等位变异,具有推迟小麦抽穗期的作用,分别推迟小麦抽穗5.9 d和8.1 d,且Ppd-B1位点新等位变异推迟小麦抽穗的作用更强。在158份试验材料中,携带不敏感型基因Ppd-D1a.1的有96份,占60.8%,另外62份材料表现为敏感型Ppd-D1b.2,占39.2%。携带不敏感型基因Ppd-D1a.1的品种(系)相对于敏感型Ppd-D1b.2的抽穗期明显提前,提前约9.4 d。三个光周期位点基因型共有3种组合类型,组合为Ppd-A1b.2/bpd-B1b.1/Ppd-D1b.2类型的占35.8%,平均抽穗期208.6±5.7 d;组合为Ppd-A1b.2/Ppd-B1b.1/Ppd-D1a.1类型的占63.6%,平均抽穗期199.1±3.5 d。Ppd-A1b.2/Ppd-B1b.1/Ppd-D1a.1组合的平均抽穗期,相对于Ppd-A1b.2/bpd-B1b.1/Ppd-D1b.2组合的平均抽穗期,提前约9.5 d。对4个春化位点Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3的基因型检测表明,显性基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1和Vrn-B3出现的频率分别为50.6%、42.4%、36.1%和5.7%。四个春化基因位点共有11种组合类型,其中出现频率最高的是Vrn-A1/Vrn-B1/vrn-D1/vrn-B3组合,占24.7%;其次为隐性vrn-A1/vrn-B1/vrn-D1/vrn-B3组合,占21.5%。不同组合类型的平均抽穗期有所不同,其中平均抽穗期最早的组合为显性基因组合Vrn-A1/Vrn-B1/Vrn-D1/Vrn-B3,195 d抽穗;平均抽穗最晚的组合是vrn-A1/vrn-B1/Vrn-D1/Vrn-B3,209±3.2 d抽穗。抽穗期相同的材料,春化基因型组合类型也有不同。将4个春化基因位点与光周期基因Ppd-D1位点进行基因型组合分类,共有19种组合类型。出现频率最高的是Ppd-D1a.1/vrn-A1/Vrn-B1/vrn-D1/vrn-B3组合,占20.3%;其次是Ppd-D1a.1/Vrn-A1/Vrn-B1/vrn-D1/vrn-B3组合占17.1%。不同春化、光周期基因组合的抽穗期有所差异,平均抽穗最早的组合类型是显性基因组合类型Ppd-D1a.1/Vrn-A1/Vrn-B1/Vrn-D1/Vrn-B3,195 d抽穗;平均抽穗最晚的组合类型是隐性基因组合Ppd-D1b.2/vrn-A1/vrn-B1/vrn-D1/vrn-B3,218 d抽穗。显性基因型组合类型Ppd-D1a.1/Vrn-A1/Vrn-B1/Vrn-D1/Vrn-B3品种(系)的平均抽穗期,比隐性组合Ppd-D1b.2/vrn-A1/vrn-B1/vrn-D1/vrn-B3品种(系)提前23 d。携带光周期显性基因Ppd-D1a.1组合的平均抽穗期,与携带光周期隐性基因Ppd-D1b.2组合相比,抽穗提前。3、克隆Ppd-B1位点新等位变异材料的启动子区序列,对比发现相对于Ppd-B1b.1基因,新等位变异序列在编码区上游有4256 bp的碱基插入;基于其变异区域开发了新的分子标记,可用于检测Ppd-B1位点新的等位变异类型。