全 文 ：麦类作物学报 2015，35(10):1341-1346
Journal of Triticeae Crops doi:10．7606 / j．issn．1009-1041．2015．10．03
网络出版时间:2015-10-09
网络出版地址:http:/ /www． cnki． net /kcms /detail /61． 1359． S． 20151009． 1618． 006． html
青海和西藏小麦品种主要春化基因的组成分析
收稿日期:2015-04-28 修回日期:2015-07-10
基金项目:国家重点基础研究发展计划(973 计划)项目(2014CB138102);陕西省重点科技创新团队计划项目(2014KCT-25);西北
农林科技大学唐仲英育种基金项目
第一作者 E-mail:1037853533@ qq． com
通讯作者:张晓科(E-mail:zhangxiaoke66@ 126． com)
王宪国，杨 杰，白升升，马棫灵，张晓科
(西北农林科技大学农学院 /国家小麦改良中心杨凌分中心，陕西杨凌 712100)
摘 要:为了明确青海和西藏小麦春化基因的分布特点，利用 STS 标记对 96 个青海和西藏小麦品种主
要春化基因 VＲN-A1 、VＲN-B1 、VＲN-D1 和 VＲN-B3 位点的等位变异组成进行了检测和分析。在 96 个小麦品种
中，VＲN-A1 位点存在 Vrn-A1 a(30． 2%)、Vrn-A1 b(6． 3%)和 vrn-A1 (63． 5%)3 种等位变异，VＲN-B1 位点存在
Vrn-B1 a(29． 2%)、Vrn-B1 b(12． 5%)和 vrn-B1 (58． 3%)3 种等位变异，VＲN-D1 位点存在Vrn-D1 a(55． 2%)、
Vrn-D1 b(1． 0%)和 vrn-D1 (43． 8%)3 种等位变异，VＲN-B3 位点存在 Vrn-B3 b(1． 0%)和 vrn-B3 (99． 0%)两种
等位变异。4 个位点显性春化基因等位变异的分布频率不同，依次为 Vrn-D1 (56． 3%)＞ Vrn-B1 (41． 7%)＞
Vrn-A1 (36． 5%)＞ Vrn-B3 (1． 0%)。在 14 个冬小麦品种中，4 个位点均为隐性春化基因等位变异;在 82 个春
小麦品种中，4 个位点至少有 1 个携带显性等位变异，其中 VＲN-D1 位点显性等位变异占主导地位，并常与其
他位点显性等位变异伴随出现。两个地区春小麦品种间，4 个位点显性等位变异的分布频率存在较大的差
异，青海春小麦品种依次为 Vrn-B1 (64． 8%)＞ Vrn-A1 (51． 9%)= Vrn-D1 (51． 9%)＞ Vrn-B3 (1． 9%)，西藏
春小麦品种为 Vrn-D1 (92． 9%)＞ Vrn-A1 (25． 0%)＞ Vrn-B1 (17． 9%)＞ Vrn-B3 (0)。在 82 个春小麦品种中，4
个春化基因位点存在 8 种等位变异组合类型，vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 (30． 2%)＞ Vrn-A1 /Vrn-B1 /vrn-D
1 /vrn-B3 (17． 6%)＞ vrn-A1 /Vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 (11． 5%)＞ Vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 (7． 3%)＞ vrn-
A1 /Vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B3 (6． 3%)= Vrn-A1 /Vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 (6． 3%)＞ Vrn-A1 /vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B
3 (5． 2%)＞ vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 /Vrn-B3 (1． 0%)。这 8 种等位变异组合在春小麦中的分布频率因品种推
广地区不同而不同。在青海春小麦品种中，存在 8 种等位变异组合类型，以 Vrn-A1 /Vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B3
(29． 5%)和 vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 (22． 2%)为主，vrn-A1 /Vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 (14． 8%)与 Vrn-A1 /
Vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 (11． 1%)次之;在西藏春小麦品种中，仅存在 5 种等位变异组合类型，以 vrn-A1 /vrn-B
1 /Vrn-D1 /vrn-B3 (60． 7%)为主，Vrn-A1 /vrn-B1 / Vrn-D1 /vrn-B3 (21． 4%)和 vrn-A1 /Vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3
(10． 7%)次之，vrn-A1 /Vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B3 (3． 6%)和 Vrn-A1 /Vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B3 (3． 6%)较低。这些
信息可为青海和西藏小麦品种选育和推广提供依据。
关键词:小麦;春化基因;等位变异
中图分类号:S512． 1;S330 文献标识码:A 文章编号:1009-1041(2015)10-1341-06
Composition Analysis of Vernalization Genes
in Qinghai and Tibet Wheat Varieties
WANG Xianguo，YANG Jie，BAI Shengsheng，MA Yuling，ZHANG Xiaoke
(College of Agronomy，Northwest A＆F University，Yangling，Shaanxi 712100)
Abstract:In order to determine the distribution of vernalization genes in Qinghai and Tibet Wheat，96 culti-
vars were characterized with STS markers for the main genes of vernalization，VＲN-A1 ，VＲN-B1 ，VＲN-D1 and
VＲN-B3 ． The results showed that three allelic variations at VＲN-A1 locus were found in the wheat cultivars．
Vrn-A1 a，Vrn-A1 b and vrn-A1 alleles took up a proportion of 30． 2%，6． 3% and 63． 5%，respectively． At
VＲN-B1 locus，there were three alleles，with a proportion of 29． 2% for Vrn-B1 a，12． 5% for Vrn-B1 b and
58． 3% for vrn-B1 ． At VＲN-D1 locus，there were three alleles，with a proportion of 55． 2% for Vrn-D1 a，1．
0% for Vrn-D1 b and 43． 8% for vrn-D1 ． And two allelic variations at VＲN-B3 locus were found in the wheat
cultivars，with a proportion of 1． 0% for Vrn-B3 b and 99． 0% for vrn-B3 ． The results showed that the frequen-
cy of dominant alleles at main gene loci of vernalization were different in Qinghai and Tibet wheat． The average
frequency of dominant alleles at four vernalization gene locus in Qinghai and Tibet wheat cultivars was ranked
as Vrn-D1 (56． 3%)＞ Vrn-B1 (41． 7%)＞ Vrn-A1 (36． 5%)＞ Vrn-B3 (1． 0%)，respectively． The alleles at
VＲN-A1 ，VＲN-B1 ，VＲN-D1 ，VＲN-B3 loci were all recessive genes in 14 winter wheat cultivars． There was at
least one dominant vernalization gene locus in 82 spring wheat cultivars，and the main dominant allele Vrn-D1
was often associated with other dominant gene loci． The frequency of dominant alleles at Vrn-A1 ，Vrn-B1 ，Vrn-
D1 ，Vrn-B3 loci were different in Qinghai and Tibet spring wheat． The frequency of dominant alleles at four
loci in Qinghai and Tibet wheat cultivars was ranked as Vrn-B1 (64． 8%)＞ Vrn-A1 = Vrn-D1 (51． 9%)＞
Vrn-B3 (1． 9%)，and Vrn-D1 (92． 9%)＞ Vrn-A1 (25． 0%)＞ Vrn-B1 (17． 9%)＞ Vrn-B3 (0)，respectively．
Eight dominant allele combination at four loci，Vrn-A1 /vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B3 ，vrn-A1 /Vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-
B3 ，vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 ，Vrn-A1 /Vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B3 ，Vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 ，
vrn-A1 /Vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 ，vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 /Vrn-B3 and Vrn-A1 /Vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 ，
were detected in Qinghai and Tibet spring cultivars，with the average proportion of 5． 2%，6． 3%，30． 2%，17．
6%，7． 3%，11． 5%，1． 0% and 6． 3%，respectively． And the frequency of eight allelic combination were
largely influenced by their regions． Eight dominant allele combination with different frequency were found in
Qinghai spring wheat cultivars，with the frequency of 9． 3% for Vrn-A1 /vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B3 ，9． 3% for
vrn-A1 /Vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B3 ，22． 2% for vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 ，29． 5% for Vrn-A1 /Vrn-B1 /
vrn-D1 /vrn-B3 ，1． 9% for Vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 ，14． 8% for vrn-A1 /Vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 ，1．
9% for vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 /Vrn-B3 and 11． 1% for Vrn-A1 /Vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 ，respectively． Five
dominant allele combination were found in Tibet spring wheat cultivars． And the frequency of allelic combina-
tion was ranked as vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 (60． 7%)＞ Vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 (21． 4%)
＞ vrn-A1 /Vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 (10． 7%)＞ vrn-A1 /Vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B3 = Vrn-A1 /Vrn-B1 /vrn-D
1 /vrn-B3 (3． 6%)． The information provided a basis for breeding and promoting wheat cultivars in Qinghai
and Tibet．
Key words:Triticum aestivum L．;Vernalization genes;Allele variation
小麦是世界上最重要的粮食作物之一。春化
基因是控制小麦生长发育的重要基因，与小麦适
应气候环境密切相关。研究春化基因组成可为广
适小麦品种引种、选育和推广提供依据。在普通
小麦中，已明确的春化基因有 VＲN-1 、VＲN-2 、VＲN-
B3 和 VＲN-4 ，其中，VＲN-A1 、VＲN-B1 、VＲN-D1 和
VＲN-B3 基因已进行了深入研究。VＲN-A1 位点存
在 4 种等位变异类型，1 种隐性(vrn-A1 )和 3 种
显性(Vrn-A1 a、Vrn-A1 b 和 Vrn-A1 c)［1-2］。VＲN-B
1 位点至少存在 4 种等位变异类型，1 种隐性(vrn-
B1 )和 3 种显性(Vrn-B1 a、Vrn-B1 b 和 Vrn-B
1 c)［3-4］。VＲN-D1 位点存在 3 种等位变异类型，1
种隐性(vrn-D1 )和 2 种显性(Vrn-D1 a 和 Vrn-
D1 b)［3，5］。VＲN-B3 位点存在 4 种等位变异类型，
1 种隐性(vrn-B3 )和 3 种显性(Vrn-B3 a、Vrn-B3 b
和 Vrn-B3 c)［6-7］。这些不同显隐性等位变异组合
及相互作用共同调控小麦的春化习性［1-8］。同时，
VＲN-A1 、VＲN-B1 、VＲN-D1 和 VＲN-B3 基因已相继
被克隆。Fu等［3］、Yan等［6，8］、Zbyněk等［4］、Zhang
等［5］和 Chen等［7］依据这 4 个春化基因等位基因
序列的差异开发了相关的功能标记，并发现这些
标记可用于小麦春化位点基因的等位变异检测。
Zhang等［2］和姜 莹等［9］利用前人开发的春化基
因的分子标记检测了中国部分小麦品种春化基因
的等位变异组合，发现不同麦区基因组合分布存
在明显差异，也证实了上述 4 个春化基因的标记
能够快速检测小麦品种春化基因型，可为小麦春
化基因分子辅助育种等提供方法。
·2431· 麦 类 作 物 学 报 第 35 卷
青海和西藏属高原地区，归属于青藏冬春麦
区，具有独特的气候特点，是小麦等作物的高产
区，春小麦约占全区小麦总面积的 65． 3%。特定
的气候条件需要种植推广相应的春化基因组成品
种［9］。姜 莹等［9］对青藏冬春麦区部分地方品种
主要春化基因的组成进行了分子检测，但关于青
海和西藏地区绝大部分小麦品种春化基因的系统
检测还未见报道。本研究利用 4 个春化基因
VＲN-A1 、VＲN-B1 、VＲN-D1 和 VＲN-B3 的相关分子
标记，对 55 个青海和 41 个西藏小麦品种中的春
化基因进行检测，旨在了解当地小麦品种中春化
基因的等位变异组成和分布特征，为青海和西藏
地区广适高产小麦新品种选育和品种引种推广提
供指导信息。
1 材料与方法
1． 1 供试材料
供试材料包括 55 个青海小麦品种和 41 个西
藏小麦品种。其中，青海小麦品种中，54 个为春
性品种，1 个为冬性品种;西藏小麦品种中，28 个
为春性品种，13 个为冬性品种。所有材料皆为当
地的主栽或育成品种，基本代表了当地小麦育种
和生产的现状。
1． 2 基因组 DNA的提取
每个品种选取能代表该品种特征的 3 粒种
子，以确保待测品种检测结果的正确性，按 Lagu-
dah等［10］的方法提取基因组 DNA。
1． 3 STS标记检测
采用 Fu 等［3］、Yan 等［6，8］、Zbyněk 等［4］、
Zhang等［5］和 Chen 等［7］开发的分子标记对供试
材料春化基因组成进行检测，引物由奥科生物技
术有限公司合成。PCＲ 反应体系为 20 μL，包括
20 mmol·L －1 Tris-HCl (pH 8． 4)、20 mmol·L －1
KCl、0． 15 mmol· L －1 dNTPs、1． 5 mmol· L －1
MgCl2、每条引物 10 pmol、Taq DNA聚合酶 1 U和
模板 DNA 50 ng。PCＲ 反应程序:94 ℃预变性 5
min;94 ℃变性 45 s，51 ～ 63 ℃退火 45 s，72 ℃延
伸 1 min，32 个循环;72 ℃延伸 8 min。扩增产物
用 1． 5%琼脂糖凝胶电泳检测，缓冲体系为 1 ×
TAE溶液，150 V 电压电泳 30 min 至 1 h，溴化乙
锭染色后用 GelDoc XＲ System扫描成像并存入计
算机分析基因组成。
2 结果与分析
2． 1 春化基因分子标记检测结果
2． 1． 1 VＲN-A1 位点检测结果
利用引物对 VＲN1AF 与 VＲN1-INT1Ｒ 对 55
个青海小麦品种的 VＲN-A1 位点进行检测，结果
发现，高原 158 等 25 个品种扩增出 965 bp和 876
bp两条特异性条带，说明这些品种 VＲN-A1 位点
为显性等位变异 Vrn-A1 a;柴春 018、甘麦 8 号和
甘麦 35 扩增出 714 bp 特异性条带，说明这 3 个
品种 VＲN-A1 位点为显性等位变异Vrn-A1 b;其余
27 个品种均扩增出了 734 bp的特异性条带，说明
这些品种的 VＲN-A1 位点可能含有显性 Vrn-A1 c
或隐性 vrn-A1 等位变异。再用另外 2 对引物 In-
tr1 /C /F与 Intr1AB /Ｒ、Intr1 /A /F2 与Intr /A /Ｒ3分
别对上述扩增出 734 bp特异性条带的 27 个品种
进一步检测，只扩增出 1 086 bp特异性条带，而没
有 1 170 bp 特异性条带，说明这些品种 VＲN-A1
位点为隐性等位变异 vrn-A1 。
利用相同的方法对 41 个西藏小麦品种的
VＲN-A1 位点进行检测，结果发现，龙麦 20 等 4 个
品种 VＲN-A1 位点为显性等位变异Vrn-A1 a，臧春
951 等 3 个品种 VＲN-A1 位点为显性等位变异
Vrn-A1 b，其余 34 个品种 VＲN-A1 位点均为隐性等
位变异 vrn-A1 。
2． 1． 2 VＲN-B1 位点检测结果
利用 Zbyněk等［4］构建的多重 PCＲ体系对 55
个青海小麦品种进行检测，结果发现，青春 37 等
24 个品种扩增出 709 bp特异性条带，说明这些品
种 VＲN-B1 位点为显性等位变异 Vrn-B1 a;青农
524 等 11 个品种扩增出 673 bp特异性条带，说明
这些品种 VＲN-B1 位点为显性等位变异Vrn-B1 b;
其余 20 个品种扩增出 1 149 bp特异性条带，说明
这些品种 VＲN-B1 位点为隐性等位变异vrn-B1 。
利用相同的方法对 41 个西藏小麦品种的
VＲN-B1 位点进行检测，结果发现，日春 84 等 4 个
小麦品种的 VＲN-B1 位点为显性等位变异
Vrn-B1 a，95 山穿 225 VＲN-B1 位点为显性等位变
异 Vrn-B1 b，其余 36 个品种 VＲN-B1 位点均为隐
性等位变异 vrn-B1 。
2． 1． 3 VＲN-D1 位点检测结果
利用共用上游引物 Intr1 /D /F与下游引物 In-
tr1 /D /Ｒ3 和 Intr1 /D /Ｒ4 的多重 PCＲ 体系对 55
个青海小麦品种进行检测，结果发现，柴春 236 等
28 个品种扩增出 1 671 bp特异性条带，说明这些
品种 VＲN-D1 位点为显性等位变异Vrn-D1 ;其余
·3431·第 10 期 王宪国等:青海和西藏小麦品种主要春化基因的组成分析
27 个品种扩增出 997 bp特异性条带，说明这些品
种 VＲN-D1 位点为隐性等位变异vrn-D1 。利用互
补 性 标 记 (VＲN1DF /VＲN1-SNP161CＲ 和
VＲN1DF /VＲN1-SNP161AＲ)对 28 个显性等位变
异 Vrn-D1 品种进行检测，第 1 对引物在所有材料
中均扩增出 612 bp 特异性条带，而第 2 对引物并
没有扩增出特异性条带，说明这些品种 VＲN-D1 位点
为显性等位变异 Vrn-D1 a。
利用相同的方法对西藏 41 个小麦品种的
VＲN-D1 位点进行检测，结果发现，日春 2 号等 25
个小麦品种的 VＲN-D1 位点为显性等位变异
Vrn-D1 a，日春 9 号 VＲN-D1 位点为显性等位变异
Vrn-D1 b，其余 15 个品种 VＲN-D1 位点均为隐性
等位变异 vrn-D1 。
2． 1． 4 VＲN-B3 位点检测结果
利用引物对 VＲN4-B-INS-F 和 VＲN4-B-INS-
Ｒ对 55 个青海小麦品种进行检测，均未扩增出 1
200 bp 特异性条带，说明这些品种 VＲN-B3 位点
均不含显性等位变异 Vrn-B3 a;用引物对 VＲN4-
B-NOINS-F和 VＲN4-B-NOINS-Ｒ仅在和尚头中扩
增出 2 030 bp 特异性条带，说明该品种 VＲN-B3
位点为显性等位变异 Vrn-B3 b，其余 54 个品种扩
增出 1 140 bp特异性条带，说明这些品种VＲN-B3
位点为隐性等位变异 vrn-B3 。
利用相同的方法对 41 个西藏小麦品种的
VＲN-B3 位点进行检测，结果发现，41 个品种
VＲN-B3 位点均为隐性等位变异 vrn-B3 。
2． 2 春化基因的分布频率
在 96 个小麦品种中，4 个春化基因位点显性
等位变异的分布频率不同，顺序为 Vrn-D1 ＞ Vrn-
B1 ＞ Vrn-A1 ＞ Vrn-B3 (表 1)。
在冬小麦品种中，4 个位点均为隐性等位变
异;在春小麦品种中，4 个位点至少 1 个存在显性
等位变异，且显性等位变异在青海和西藏春小麦
品种中的分布频率不同。在青海春小麦品种中，
VＲN-B1 位点为显性等位变异的频率最高，其他位
点依次为 VＲN-A1 、VＲN-D1 和 VＲN-B3 ;在西藏春
小麦品种中，VＲN-D1 位点为显性等位变异的频率
最高，其他位点依次为 VＲN-A1 和VＲN-B1 。
表 1 4 个春化基因位点等位变异的分布频率
Table 1 Distribution of allele at four gene loci of vernalization
位点
Locus
基因型
Genotype
等位变异
Allele
青海 Qinghai
春小麦
Spring
wheat /%
冬小麦
Winter
wheat /%
小计
Sub-total
/%
西藏 Tibet
春小麦
Spring
wheat /%
冬小麦
Winter
wheat /%
小计
Sub-total
/%
合计
Total
/%
VＲN-A1 Vrn-A1 Vrn-A1 a 46． 3 0 45． 5 14． 3 0 9． 8 30． 2
Vrn-A1 b 5． 6 0 5． 4 10． 7 0 7． 3 6． 3
vrn-A1 vrn-A1 48． 1 100 49． 1 75． 0 100 82． 9 63． 5
VＲN-B1 Vrn-B1 Vrn-B1 a 44． 4 0 43． 6 14． 3 0 9． 8 29． 2
Vrn-B1 b 20． 4 0 20． 0 3． 6 0 2． 4 12． 5
vrn-B1 vrn-B1 35． 2 100 36． 4 82． 1 100 87． 8 58． 3
VＲN-B3 Vrn-B3 Vrn-B3 b 1． 9 0 1． 8 0 0 0 1． 0
vrn-B3 vrn-B3 98． 1 100 98． 2 100 100 100 99． 0
VＲN-D1 Vrn-D1 Vrn-D1 a 51． 9 0 40． 1 89． 3 0 61． 0 55． 2
Vrn-D1 b 0 0 0 3． 6 0 2． 4 1． 0
vrn-D1 vrn-D1 48． 1 100 50． 9 7． 1 100 36． 6 43． 8
在 96 个小麦品种中，4 个春化基因位点共存
在 8 种等位变异组合类型，不同等位变异组合类
型的总体分布比例表现不同(表 2)。其中，
vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 组合的分布频率最
高，Vrn-A1 /Vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B3 和 vrn-A1 /Vrn-
B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 次之，不存在 4 个位点全为显
性等位变异的品种。等位变异组合类型在青海和
西藏春小麦品种中的分布频率不同。在青海春小
麦品种中，存在 8 种等位变异组合类型，以 Vrn-A
1 /Vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B3 和 vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D
1 /vrn-B3 为主，vrn-A1 /Vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 与 Vrn-A
1 /Vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 次之;在西藏春小麦品种
中，仅存在 5种等位变异组合类型，以 vrn-A1 /vrn-B
1 /vrn-B3 /Vrn-D1 为主，Vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 / vrn-
B3 和 vrn-A1 /Vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 次之，vrn-A1 /
Vrn-B1 /
vrn-D1 /vrn-B3 和 Vrn-A1 /Vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B3 较
低。
·4431· 麦 类 作 物 学 报 第 35 卷
表 2 4 个春化基因位点不同等位变异组合的分布频率
Table 2 Distribution of allelic combination at four gene loci of vernalization
等位变异组合
Allelic combination
青海 Qinghai
春小麦
Spring
wheat /%
冬小麦
Winter
wheat /%
小计
Sub-total
/%
西藏 Tibet
春小麦
Spring
wheat /%
冬小麦
Winter
wheat /%
小计
Sub-total
/%
合计
Total
/%
Vrn-A1 /vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B3 9． 3 0 9． 1 0 0 0 5． 2
vrn-A1 /Vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B3 9． 3 0 9． 1 3． 6 0 2． 5 6． 3
vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 22． 2 0 21． 8 60． 7 0 41． 4 30． 2
Vrn-A1 /Vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B3 29． 5 0 29． 1 3． 6 0 2． 5 17． 6
Vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 1． 9 0 1． 8 21． 4 0 14． 6 7． 3
vrn-A1 /Vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 14． 8 0 14． 6 10． 7 0 7． 3 11． 5
vrn-A1 /vrn-B1 /Vrn-D1 /Vrn-B3 1． 9 0 1． 8 0 0 0 1． 0
Vrn-A1 /Vrn-B1 /Vrn-D1 /vrn-B3 11． 1 0 10． 9 0 0 0 6． 3
vrn-A1 /vrn-B1 /vrn-D1 /vrn-B3 0 100 1． 8 0 100 31． 7 14． 6
3 讨 论
Loukoianov 等［11］利用近等基因系研究 3 个
VＲN-1 春化基因位点发现，VＲN-A1 位点显性等位
变异对春化作用最不敏感，其次是 VＲN-B1 和
VＲN-D1 位点显性等位变异，且等位变异 Vrn-A1
对 Vrn-B1 和 Vrn-D1 具有上位效应，说明不同春化
基因位点对春化作用的贡献不同，应根据育种目
标针对性的选择相应的春化基因位点及基因型。
Zhang等［2］研究表明，我国东北春麦区小麦春化基因
显性等位变异的平均频率次序为Vrn-A1 (95． 8%)
＞ Vrn-B1 (75． 0%)＞ Vrn-D1 (50． 0%)＞ Vrn-B3
(8． 3%)，北部春麦区为 Vrn-A1 (94． 1%)＞ Vrn-B
1 (58． 8%)＞ Vrn-D1 (29． 4%)＞ Vrn-B3 (0)，说明
我国东北和北部春麦区小麦品种的春化基因以
Vrn-A1 、Vrn-B1 和VＲN-D1 显性等位变异为主。青
海和西藏是我国重要的高原农业区，隶属于青藏
高原春冬麦区，以春小麦为主。姜 莹等［9］对青藏
春冬麦区部分地方品种的春化基因组成进行研
究，发现在青藏春冬麦区地方品种中控制春化作
用的显性等位变异主要是 Vrn-D1 ，Vrn-B1 次之，不
存在 Vrn-A1 和Vrn-B3 ，说明青藏春冬麦区地方品
种中显性春化基因以 Vrn-D1 和 Vrn-B1 为主。本
文研究发现，两个地区 4 个显性春化基因位点的
分布频率与姜 莹等［9］的结果基本一致，分布频率
依次为 Vrn-D1 ＞ Vrn-B1 ＞ Vrn-A1 ＞ Vrn-B3 ;同
时，在本研究中发现有 Vrn-A1 和 Vrn-B3 显性等位
变异存在。说明青藏高原春冬麦区的春化基因组
成与我国其他麦区存在较大的差异，并且该区品
种中的显性春化基因 Vrn-A1 和 Vrn-B3 可能是通
过后期育种从其他地区品种导入的基因。本研究
还发现，青藏高原春冬麦区的冬小麦品种中，
VＲN-A1 、VＲN-B1 、VＲN-D1 和 VＲN-B3 位点均为隐
性等位变异，从基因型可以推断出这些品种的生
长习性为冬性，这与生产实践结果相一致;春小麦
中1 ～ 3个位点均携带显性等位变异，以显性基因
Vrn-D1 占主导地位，并常与其他显性基因伴随出
现。与东北和北部春麦区结果有较大差异，可能
是不同麦区气候条件差异造成的。东北春麦区冬
季严寒而漫长，小麦生育期仅为 75 ～ 95 d，是我国
小麦生育期最短的麦区;北部春麦区小麦全生育
期为 80 ～ 110 d，生育期也相对较短，东北春麦区
和北部春麦区小麦品种显性春化基因以对春化作
用最不敏感的 Vrn-A1 为主;青藏冬春麦区的春小
麦生 育 期 一 般 为 125 ～ 150 d，冬 小 麦 为
320 ～ 350 d，该区春小麦品种以对春化作用具有
一定要求的显性春化基因 Vrn-D1 为主，而冬小麦
4 个位点均为隐性等位变异，以满足气候条件的
需要。
青海与西藏两个地区间春小麦品种显性春化
基因型的分布频率不同。西藏小麦品种中，显性
春化基因型分布趋势与姜 莹等［9］结果基本一致，
控制春化作用的主要显性基因是 Vrn-D1 ，其次是
Vrn-A1 、Vrn-B1 和 Vrn-B3 ;而在青海小麦品种中，
控制春化作用的主要显性基因是 Vrn-B1 ，其次是
Vrn-A1 和 Vrn-D1 ，Vrn-B3 分布频率最低。造成这
种结果的原因可能包括 2 方面，一方面可能是西
藏与青海两地之间气候条件的差异造成的，西藏
春天气温回升缓慢，秋天气温下降平缓，小麦生育
期一般为 150 ～ 160 d，因此春小麦品种多以对春
化作用具有一定需求的显性基因 Vrn-D1 为主;而
以种植高产春小麦著称的青海柴达木盆地秋季气
·5431·第 10 期 王宪国等:青海和西藏小麦品种主要春化基因的组成分析
温降低速度较快，小麦生长后期气温相对较低，无
霜冻期仅为 90 ～ 125 d，生育期明显较西藏短，春
小麦品种需要对春化作用较不敏感的显性春化基
因 Vrn-B1 ，并伴随其他显性春化基因，这也可能
是青海春小麦部分品种内 3 个显性春化基因同时
存在的原因。另外，姜 莹等［9］选用的是地方品
种，而本研究选用的是现代育成品种，两类品种显
性基因的分布不一致。与地方品种相比，青海地
区推广品种中 Vrn-D1 基因所占比例大幅度下降，
而 Vrn-A1 和 Vrn-B1 基因的出现频率大幅度提高，
这表明青海小麦育成品种中春性类型品种增多，
可能与近年来全球气候变暖有关。青海地区位于
青藏高原边缘区域，是青藏高原气候变化的敏感
区，而西藏地区属于青藏高原腹地，高原边缘地区
气候变暖要明显于高原腹地［12］。随着气候变暖，
青海春小麦逐渐重视强春性品种的选育。在未来
小麦育种中，为了确保小麦生产的安全，青海和西
藏应根据小麦播种时间和气候特点，并结合本研
究引用功能分子标记进行分子标记辅助选择，选
择冬春性适宜的种质材料进行品种选育，青海应
选育携带对春化作用较不敏感的显性春化基因
Vrn-B1 为主要目标，西藏应选育携带对春化作用
具有一定需求的显性春化基因 Vrn-D1 为主要育
种目标。
小麦春化作用是由多个基因位点控制的，除
了本文检测位点外还包括 VＲN-A2 、VＲN-B2 、
VＲN-D2 、VＲN-A3 、VＲN-D3 和 VＲN-D4 等，随着这
些春化基因深入研究和功能标记开发，将会更加
有助于全面分析小麦春化基因组成。本研究采用
VＲN-A1 、VＲN-B1 、VＲN-D1 和 VＲN-B3 开发的相
关标记［3-8］，对 55 个青海小麦品种和 41 个西藏小
麦品种的 4 个主要春化基因位点检测，得到了青
海和西藏地区 4 个春化基因位点组成及分布特
点，可为该地区广适性小麦新品种的选育和推广
提供指导信息，同时验证了这些分子标记可在育
种实践中应用。
参考文献:
［1］Yan L L，Loukoianov A，Blechl A，et al． The wheat VＲN2 gene is
a flowering repressor down-regulated by vernalization ［J］． Sci-
ence，2004，303(5664):1640-1644．
［2］Zhang X K，Xiao Y G，Zhang Y，et al． Allelic variation at the ver-
nalization genes Vrn-A1 ，Vrn-B1 ，Vrn-D1 ，and Vrn-B3 in Chinese
wheat cultivars and their association withgrowth habit［J］． Crop
Science，2008，48:458-470．
［3］Fu D L，Szucs P，Yan L L，et al． Large deletions within the first in-
tron in VＲN-1 are associated with spring growth habit in barley
and wheat［J］． Molecular Genetics and Genomics，2005，273(1):
54-65．
［4］Zbyněk M，Lenka T，Tatna S，et al． A new multiplex PCＲ test for
the determination of Vrn-B1 alleles in bread wheat (Triticum aes-
tivum L．)［J］． Molecular Breeding，2012，30(1) :317-323．
［5］Zhang J，Wang Y Y，Wu S W，et al． A single nucleotide polymor-
phism at the VＲN-D1 promoter regionin common wheat is associ-
ated with vernalization response［J］． Theoretical and Applied Ge-
netics，2012，125:1697-1704．
［6］Yan L L，Fu D L，Li C，et al． The wheat and barley vernalization
gene VＲN3 is anorthologue of FT［J］． Proceedings of the Nation-
al Academy of Sciences，2006，103(51):19581-19586．
［7］Chen F，Gao M X，Zhang J H，et al． Molecular characterization of
vernalization and response genes in bread wheat from the Yellow
and Huai Valley of China［J］． Plant Biology，2013，13:199-210．
［8］Yan L，Helguera M，Kato K，et al． Allelic variation at the VＲN-1
promoter region in polyploid wheat［J］． Theoretical and Applied
Genetics，2004，109(8):1677-1686．
［9］Jiang Y(姜 莹)，Hang L Z(黄林周)，Hu Y G(胡银岗)． Distri-
bution of vernalization genes in Chinese wheat landraces and their
relationship with winter hardness［J］． Scientia Agricultura Sinica
(中国农业科学)，2010，43(13) :2619-2632(in Chinese with
English abstract)．
［10］Lagudah E S，Appels Ｒ，McNeil D． The Nor-D3 locus of Tritic-
um tauschii:natural variation and genetic linkage to markers in
chromosome 5［J］． Genome，1991，34:387-395．
［11］Loukoianov A，Yan L，Blechl A，et al． Ｒegulation of VＲN-1 ver-
nalization genes in normal and transgenic polyploidy wheat［J］．
Plant Physiology，2005，138(4):2364-2373．
［12］Li L(李 林)，ChenX G(陈晓光)，Wang Z Y(王振宇)，et al．
Climate change and its regional differences over the Tibetan plat-
eau［J］． Advances in Climate Change Ｒesearch(气候变化研究
进展)，2010，6(3) :181-186(in Chinese with English ab-
stract)．
·6431· 麦 类 作 物 学 报 第 35 卷