小麦春化相关基因的分子克隆与功能分析

小麦春化相关基因的分子克隆与功能分析@种康$中国科学院植物研究所!北京100093@许智宏$中国科学院植物研究所!北京100093@谭克辉$中国科学院植物研究所!北京100093小麦;;基因;;分子克隆     

小麦春化发育的分子调控机理研究进展

春化发育特性是小麦品种的重要性状,直接影响着小麦品种的种植范围和利用效率.本文就小麦春化相关基因的发现,以及对春化相关基因VRN1、VRN2和VRN3的克隆、表达特性以及春化发育分子调控机理方面的研究进展进行了综述.     

植物个体发育的不同时期核酸的代谢变化

引言核酸与植物个体发育的关系及其在发育过程中代谢变化的规律,近来引起研究工作者更多的注意。(1954)研究了秋播及春播的小麦胚在春化过程中核酸代谢的变化,发现春化的胚较未春化的胚合有更多的核酸,其中主要是RNA的积累。李淑俊(1956)也研究了春化过程中小麦胚中核酸含量的变化,发现RNA和DNA含量都随春化处理     

植物如何消除春化的记忆——ELF6阻止春化状态遗传给下一代

<正>植物能够感知周围环境,控制和协调自身的发育,使其在合适的时间开花结果。春化过程就是一个很好的例子,植物通过感受冬天连续的低温环境,逐渐抑制开花抑制因子的表达,并且能够在冬季之后保持该基因的抑制状态,即植物通过表观修饰可以在随后的发育过程中记住基因的表达状态,从而促进开花。春化对于许多冬性作物(如小麦、大麦)的高产、稳产也具有重要作用。模式植物拟南芥和作物通过不同的开花抑制因子(例如:拟南芥中FLC和小麦及大麦中VRN2)响应春化过程,但研究认为它们具有类似的调节机制。认识拟南芥中FLC的调节对     

化学杀雄剂导致小麦雄性不育分子机制的初步研究

化学杀雄剂导致小麦雄性不育分子机制的初步研究@张爱民$中国农业大学植物遗传育种系!北京100094,China小麦;;杀雄剂;;雄性不育;;分子机制     

与拟南芥春化作用相关的基因及其春化记忆模型

植物能感应春化并记住这一效应,且通过一系列的信号传导,最终调控开花。文章就拟南芥的春化相关的基因,春化记忆分子模型、春化记忆与开花调控途径以及与此不同的另一种春化记忆模型和小麦春化记忆分子机制的研究进展作了介绍。     

冬小麦低温春化过程中茎尖细胞超微结构的变化与玉米赤霉烯酮的关系

玉米赤霉烯酮(zearalenone, ZEN)是Stob等于1962年首先从玉米赤霉菌培养物中分离出的次生代谢产物,它具有动物雌性激素的作用,也能促进某些真菌形成子实体,被认为是真菌的一种性激素,80年代初发现亦存在于高等植物体内。多年的研究结果表明,ZEN与植物的许多发育过程,包括春化作用、光周期诱导以及授粉受精过程均有密切的关系,可能ZEN参与了小麦成花诱导过程的调控,但其调控机制不明。为进一步研究小麦春化过程中茎尖细胞超微结构的变化与ZEN的相关性,我们以春化过程中的冬小麦幼芽为材料,对茎尖细胞超微结构以及与之相应的ZEN含量变化进行了分析。     

利用反义RNA技术分析春化相关基因VER17在冬小麦花发育过程中的功能

为了研究小麦春化相关基因VER17的功能,应用反义RNA技术,将VER17基因的反义片段构建到载体pBI121上,通过花粉管通道法获取转基因小麦.对T0代转基因植株GUS染色以及PCR等分子鉴定,得到14株含反义VERJ7基因片段的阳性转基因植株.对T0代和T1代的表型观察结果显示,VER17反义转基因植株开花时间延迟,并且穗的顶部和基部小花出现明显的退化.表明春化相关基因VER17在小麦发育过程中可能起到促进植物开花以及穗顶端和基部花发育的作用,减少小花退化,同时对雄蕊的发育也有影响.     

小麦不同品种和播期对发育阶段的效应

以热时间（thermal time)为尺度研究了小麦不同品种和播期对发育阶段的效应,结果表明,小麦分蘖发生的早晚以生态因子调控为主,基因型差异较小;分薛- 节期为冬性品种（京411）一生中可变性最大的生育阶段,穗分化进入单棱斯的早晚以基因型效应为主,生态因子的影响次之,单棱－二棱期为春化作用的敏感期,冬性品种晚播（3月2日）春化效应可延迟到小花原基分化期之前,小麦物候期与穗发育阶段的对应关系具有一定的可变性,冬性品种较强的春化作用增加了其生态可变叶原基数;春化过程结束前,物候发育及穗发育阶段累计GDD与相应生殖器官原基分化的数的相关性不明显,春性品种（扬麦158）的物候发育及药隔分化期之前的穗发育阶段与各类顶端原基的分化数均具有极显著的正相关关系。     

麦、棉、粟阶段发育的研究

一.小麦春化阶段和光照阶段分析(一)一九五三年选取了全国有区域代表性的秋播小麦品种168个进行春化阶段的分析。其中68个品种进行光照阶段分析。希望通过这个工作初步了解我国秋播小麦品种春化和光照阶段发育特性的区域性变异的规律。     

小麦发育过程及生育期机理模型的研究I.建模的基本设想与模型的描述

将小麦发育的温度效应曲线化,以发育生理生态过程为基础,利用作物生理发育时间(Physiological Development Time,简称PDT)为尺度,提出系统地预测小麦顶端发育阶段和物候生育期的模拟模型.预测的顶端发育阶段包括单棱期、二棱期、小花原基分化期、雌雄蕊原基分化期、药隔期、四分体期、抽穗期.物候发育阶段包括种子萌发、出苗期、分蘖期、越冬期、返青期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、灌浆期、成熟期.模型中用来描述特定品种发育遗传差异的参数有温度敏感性、生理春化时间、光周期敏感性和基本早熟性,分别体现了不同品种小麦在热效应、春化作用、光周期反应以及最早开花时间这四方面的遗传特性,共同决定了不同品种到达各发育阶段的生理发育时间     

春化处理控制冬小麦的小穗发育

春化作用是决定冬性及二年草本植物成花和穗化的一个关键生理过程,通过用不同时间的前期低温处理,观察对冬小麦（Triticum aestivum L.)后期形态建成中穗分化启动,小花发育及结实率的影响,发现前期低温处理对穗启动分化的早晚具有决定作用,春化时间越长,穗分化启动越早,较长时间低温有利于促进穗分化,在实验室低温处理条件下,促进小花分化和提高结实率的最佳春化处理时间是45d左右,实验观察表明,春化处理促进小麦生长锥分化启动时间和分化速率,减少小穗退化,这一结果表明了春化处理不仅是冬小麦开花启动过程所必需的,而且是花序正常发育过程和顶部与基部小穗完全结实所不可缺少的。     

小麦冬性强弱评价体系的建立

建立一个比较准确的小麦冬性评价体系,对小麦种质研究评价、引种及应对自然灾害都具有重要应用价值,对小麦生态型的解释具有一定的理论意义。以12个冬性强弱不同的小麦品种为材料,经过两年重复试验,在自然春化与人工春化条件下,对与春化有关的成穗数等4个形态指标进行调查,对人工春化条件下5月份播种的小麦生长锥进行观察。经过对成穗数进行聚类分析,将12个冬小麦品种划分为弱冬性、冬性、强冬性3类。另外,结合不同春化条件下小麦成穗数差异的显著性分析结果及相关指标的标准化数据进行分析,结果表明:(1)根据幼苗习性对小麦冬性进行划分的方式存在一定缺陷,划分结果存在误差。自然春化条件下进行冬性划分具有一定的合理性,但由于受到多种外界因素影响,对相邻类型的划分效果不理想。(2)茎蘖数、小穗数、千粒重等指标存在一定的交叉现象,不适于进行冬性评价。人工春化处理下,小麦的成穗数与生长锥形态可以准确评价小麦冬性的强弱。     

黄淮南片冬麦区主导品种春化基因及冬春性分析

以1950～2007年黄淮南片冬麦区的127个主导小麦品种为材料,利用第5同源群的春化基因分子标记对其进行了春化基因检测,并分析了小麦品种的春化基因与其冬春性的对应关系及黄淮南片冬麦区8次品种更换中春化基因与品种冬春性的演变规律.结果表明,参试品种中没有品种携带显性Vrn-A1基因,7个品种含有Vrn-B1基因(5.5%),2个品种含有Vrn-B1+Vrn-D1基因(1.6%),56个品种含有Vrn-D1基因(44.1%).春化基因类型与品种冬春特性基本相符,春化基因控制着小麦品种的冬春特性.主导品种含春化显性基因频率的变化趋势与冬春性变化规律存在较大差异,与传统方法相比,仅用春化基因来确定品种冬春性存在一定的不完善之处.采用春化基因分子标记与传统的冬春性鉴定方法相结合来认识品种冬春性、预测品种的抗寒性对黄淮南片冬麦区的小麦品种利用更具有指导意义.     

植物非编码RNA调控春化作用的表观遗传

在自然界中许多高等植物需要通过冬季的低温阶段实现从营养生长到生殖生长的时期转化,这一生物学过程称作春化作用。小麦(Triticum aestivum L.)和油菜(Brassica napus L.)等作物以种子为产品器官,生产上往往通过茬口安排和栽培措施使植株尽早通过春化作用,以促进花芽形成和花器官发育,而大白菜(B rapa ssp.pekinenesis)和甘蓝(B.oleracea)等作物以叶球等营养器官作为产品器官,生产上则设法避免低温引起的春化作用,以保证产品器官的充分生长。FLOWERING LOCUS C(FLC)作为一种重要的开花抑制蛋白负调控春化作用,参与植株从营养生长向生殖生长的转化过程。文章综述了春化中FLC表达受抑制主要通过低温诱导表达FLC基因区域的非编码RNA以及VRN1、VRN2、VIN3等蛋白参与介导组蛋白甲基化,从而在表观遗传上控制春化作用的进程和产品器官的正常发育。     

三个小麦春化基因的时空表达特性分析(英文)

为明确小麦春化基因的时空表达特性,以中国春和洛旱2号小麦品种为试验材料,利用半定量RT-PCR技术,分析了3个春化基因VERNALIZATION1(VRN1)、VRN2和VRN3的时空表达特性。结果表明,VRN1在中国春的三叶期叶片和根、灌浆期的茎秆和旗叶、花药、胚珠和发育的种子中均有不同程度的表达。在开花前,表达水平呈上升趋势,而花后呈降低的趋势,在干种子和萌发种子的胚芽中没有检测到表达;在洛旱2号中,除了在三叶期的叶片和根中没有检测到表达外,VRN1的表达特性与中国春有相同的趋势。VRN2只在三叶期的叶片和萌发种子的胚芽中表达,在其他检测的组织中没有表达;VRN3的表达与VRN1的时空表达特性相似,但在根中未检测到表达。这一结果为进一步分析普通小麦品种春化发育的分子调控机理提供了重要信息。     

Polycomb Group蛋白复合体与植物春化作用

Polycomb Group(PcG)蛋白能形成Polycomb Repressive Complex 1(PRC1)和PRC2等复合体,通过一个保守且表观遗传的机制调节基因表达并控制动植物的发育。拟南芥中由VERNALIZATION2参与形成的PRC2复合体(VRN2-PRC2)在春化过程中能对主要开花抑制基因FLOWER LOCUS C(FLC)的染色质进行组蛋白甲基化修饰,形成H3K27me3(组蛋白H3第27位赖氨酸三甲基化)等转录抑制标记,从而抑制FLC转录,促进开花。虽然麦类作物的春化机理与拟南芥有较大差异,但最近的研究表明麦类作物春化过程也受PcG蛋白调控。文章对拟南芥PcG蛋白介导的春化调节机制进行综述,期望能对植物尤其是麦类作物的春化机理研究提供资料。     

矿质营养在春化处理中的作用

在这篇文章中我们将阐明一个比较窄的同题一——在经过水淹的地上延迟播种时,为了要加速硬粒春小麦的发育对于春化处理的应用。小麦在这样的地上播种往往不能到达完全成熟,所以加速生长对它是很重要的。     

小麦品种复壮30中与抗白粉病基因连锁的一个RAPD标记

小麦品种复壮30中与抗白粉病基因连锁的一个RAPD标记@王立新$北京市农业科学院植物细胞工程实验室!北京100089小麦;;抗白粉病;;基因;;RAPD标记     

小麦与环境互作的遗传学基础及其在提高小麦产量中的作用

小麦与环境互作的遗传学基础及其在提高小麦产量中的作用@JWSnape$JohnInnesCentre!NorwichResearchPark,Colney,Norwich,UK小麦;;环境互作;;遗传学