成都生物所在大麥品種適應(yīng)性分子調(diào)控機(jī)制研究中獲進(jìn)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(fù)雜性狀，春化作用、光周期反應(yīng)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(zhuǎn)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(dǎo)才能正常開花結(jié)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(yīng)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(yīng)性和種植分布范圍的關(guān)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(xué)院成都生物研究所西南特色作物資源生物學(xué)學(xué)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(jī)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(yīng)性的關(guān)系進(jìn)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(jìn)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(fù)相關(guān)(r= -0.938，P<0.01)，但與海拔高度沒有顯著關(guān)聯(lián)；（3）等位基因HvVRN1-8 是春大麥品種普遍共有的遺傳基礎(chǔ)，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(fù)序列暗示染色體雙鏈斷裂后進(jìn)行非同源重組可能是該基因的主要突變機(jī)制；（5）結(jié)合HvVRN1第一內(nèi)含子側(cè)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(jìn)化關(guān)系。本研究為全球氣候波動背景下適應(yīng)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(biāo)記的開發(fā)也為分子標(biāo)記輔助育種提供了重要技術(shù)手段。 

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

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　　基因分布圖