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为探究小麦春化基因的作用机制,研究人员生成了几种 VRN-B1 等位变异(Vrn-B1a、Vrn-B1b、Vrn-B1c、Vrn-B1d和 vrn-B1)的近等基因系。研究发现显性变异可使抽穗期提前 3 - 5 天,且各变异春化需求不同。该研究为小麦育种提供理论依据。
冬小麦必须经过春化才能开花,而春小麦则不需要春化。小麦的春化需求主要由春化基因控制,VRN-1 是最重要的春化基因。隐性 vrn-1 等位基因有严格的春化需求,而 Vrn-1 的显性突变会消除或降低这种需求。在本研究中,在两种冬小麦背景下生成了几种 VRN-B1 等位变异(Vrn-B1a、Vrn-B1b、Vrn-B1c、Vrn-B1d和 vrn-B1)的近等基因系。在田间条件下,四种显性 VRN-B1 等位变异(Vrn-B1a、Vrn-B1b、Vrn-B1c 和 Vrn-B1d)使抽穗期提前了 3 - 5 天。通过人工控制梯度春化处理(4 - 5℃,从 0 到 45 天,间隔 5 天),分析了 VRN-B1 等位变异的春化需求。发现对春化需求的相对影响为 vrn-B1>Vrn-B1a = Vrn-B1d>Vrn-B1b = Vrn-B1c(与抽穗期相反)。基因表达分析表明,显性 Vrn-B1 等位变异的早抽穗现象与其在非春化条件下的开放表达有关。VRN-B1 位点可能存在一个消除春化需求的表达阈值,且该阈值低于饱和春化条件下观察到的 vrn-B1 水平。此外,一旦达到这个假设阈值,VRN-B1 的表达似乎不存在剂量效应。这些结果加深了我们对小麦春化基因的理解,为利用这些基因开展育种计划以提高小麦适应性提供了理论基础。