休眠基因Vp-1在白粒小麦3A和3D染色体上等位变异鉴定及其分子标记研发

穗发芽使小麦加工品质严重变劣、甚至完全丧失其商品价值。种子休眠特性是小麦穗发芽抗性的一个主要影响因素，休眠期的长短与穗发芽抗性强弱呈显著正相关。Vp-1基因是影响种子休眠特性的一个主要基因，位于小麦3A、3B 和3D同源染色体群上。准确鉴定小麦3A、3B 和3D同源染色体群Vp-1基因的等位变异，明确不同品种休眠性差异的根本原因，并开发出可以鉴定穗发芽抗性的分子标记，是目前小麦穗发芽抗性育种急待解决的问题。本研究在前期研究3B染色体Vp-1基因的基础上，设计Vp-1基因在3A和3D同源染色体群的特异性引物，并对20份不同穗发芽抗性的白粒小麦品种进行PCR扩增，通过测序和基因同源性比较，鉴定Vp-1基因在3A和3D染色体的等位变异，同时开发与穗发芽抗性相关的分子标记。

本项目“ 休眠基因Vp-1在白粒小麦3A和3D染色体上等位变异鉴定及其分子标记研发 ”已经按照项目计划书的内容和要求顺利完成。. 小麦穗发芽(Pre-harvest sprouting，PHS)极大地降低了小麦的品质同时会对小麦生产造成较大的经济损失。本研究首先根据Vp-1基因在3A、3B和3D染色体上的保守序列AJ400712、AJ400713和AJ400714序列，设计和筛选特异性引物对103份广泛分布于中国冬麦区的不同穗发芽抗性的白粒小麦进行休眠基因Viviparous-1A(Vp-1A)和Viviparous-1D(Vp-1D)进行单倍型分析。研究中共发现了17种Vp-1A基因的等位变异，变异的区段分别位于Vp-1A的第3内含子、第5内含子和第6外显子上，分别命名为Vp-1Aam、Vp-1Aan、Vp-1Aao、Vp-1Abm、Vp-1Abn、Vp-1Agm、Vp-1Ahm、Vp-1Ahn、Vp-1Aho、Vp-1Aim、Vp-1Ain、Vp-1Aio、Vp-1Ajm、Vp-1Ajn、Vp-1Akm、Vp-1Alm和Vp-1Aln。选出其中CA0178 (Vp-1Ain)、中育5号(Vp-1Aho)、阆中白麦子(Vp-1Agm)、小玉花(Vp-1Alm)、周8425B(Vp-1Aao)、秃葫芦头(Vp-1Akm)、女儿麦(Vp-1Alm)和邯5316(Vp-1Abm)8种基因型材料用于对Vp-1A基因组的表达特性进行半定量RT-PCR分析，结果表明不同Vp-1A基因型材料影响了Vp-1A在成熟种子中的表达水平；在所研究的103份材料中并没有发现Vp-1D基因的等位变异。.通过对平均GI值和Vp-1A基因的单倍型分析，一个共显性的STS标记被开发，并命名为Vp1A3。大多数情况下，基因型为Vp-1Aao或Vp-1Ain的材料为感穗发芽品种，而基因型为Vp-1Agm的材料为抗穗发芽品种。为了在育种中提高穗发芽抗性的选择效率， 用Vp1A3和Vp1B3对103份基因型进行综合筛选并进行多重比较分析发现：基因型为Vp-1Aam和Vp-1Ba的材料为感穗发芽类型，而基因型为Vp-1Agm和Vp-1Bb；Vp-1Agm和Vp-1Ba；