成都生物所在大麥品種適應性分子調(diào)控機制研究中獲進展

　  開花是高等植物生命周期中的重要環(huán)節(jié)。開花時間是一個受遺傳因子和環(huán)境因素協(xié)同調(diào)控的復雜性狀，春化作用、光周期反應以及固有的早熟性是調(diào)控植物由營養(yǎng)生長向生殖生長轉換的重要遺傳系統(tǒng)。對于小麥、大麥等禾本科作物，在種子萌發(fā)后到營養(yǎng)生長的苗期必須經(jīng)過低溫誘導才能正常開花結實， 這一過程稱為春化作用（Vernalization）。春化階段是作物對不同氣候條件適應性具有決定作用的重要發(fā)育階段,根據(jù)其對溫度高低和時間長短的不同要求, 品種分為春性和冬性兩大類型。品種的春化特性是決定其環(huán)境適應性和種植分布范圍的關鍵因素。 

　　大麥對春化的要求主要受春化基因HvVRN1和HvVRN2抑制因子的互作調(diào)控。中國科學院成都生物研究所西南特色作物資源生物學學科組的張赤紅博士、陳靜副研究員等，對中國大麥HvVRN1基因突變機制、單倍型分類、HvVRN1和HvVRN2基因等位變異及其與品種環(huán)境適應性的關系進行了研究。從373份中國大麥資源中鑒定到包含新等位基因HvVRN1-11在內(nèi)的11個HvVRN1內(nèi)含子I等位基因變異，而HvVRN2位點僅存在野生型（冬性）和缺失突變（春性）兩種類型。進一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)：（1）HvVRN1（冬性）和HvVRN1-8（春性）是中國大麥的優(yōu)勢等位基因；野生型HvVRN2（冬性）和HvVRN2缺失突變（春性）分別是我國冬、春大麥區(qū)的優(yōu)勢等位基因；（2）含有冬性HvVRN2的大麥品種中HvVRN1等位基因數(shù)目要多于含有春性HvVRN2的大麥品種；HvVRN1等位基因數(shù)目與生態(tài)區(qū)地理緯度呈極顯著負相關(r= -0.938，P<0.01)，但與海拔高度沒有顯著關聯(lián)；（3）等位基因HvVRN1-8 是春大麥品種普遍共有的遺傳基礎，分布于八個大麥生態(tài)區(qū)；野生型HvVRN1分布于六個大麥生態(tài)區(qū)，是MLYW和YHW冬大麥區(qū)的優(yōu)勢等位基因；HvVRN1-1 和HvVRN1-5分別是IMPS和NePS生態(tài)區(qū)的優(yōu)勢等位基因，在其它生態(tài)區(qū)極為少見。（4）HvVRN1第一內(nèi)含子是重要的功能突變熱點區(qū)域，缺失區(qū)段兩端的短片段重復序列暗示染色體雙鏈斷裂后進行非同源重組可能是該基因的主要突變機制；（5）結合HvVRN1第一內(nèi)含子側翼序列的多樣性，將12個HvVRN1基因單倍型分為5個組，并分析了其可能的進化關系。本研究為全球氣候波動背景下適應性大麥品種選育提供了理論依據(jù)和策略，基因特異性功能分子標記的開發(fā)也為分子標記輔助育種提供了重要技術手段。 

　　相關文章發(fā)表在國際權威刊物Molecular Breeding 上。 

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　　基因分布圖