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小麦是世界上重要的主粮作物,在造成小麦严重减产的重要病害中,叶锈病是发生最普遍、危害最严重的真菌病害之一,而抗病品种的培育及其应用是防治叶锈病最为有效、经济和环保的方法。迄今已在小麦中定位了80多个抗病基因/等位基因,但随着叶锈菌系或小种的不断变异,部分抗病基因已相继丧失抗性。因此,要想遏制叶锈病的发生及流行,从而为小麦生产提供持续性的抗性保护,新抗源的培育、抗病基因的挖掘及其分子定位就显得尤为必要而关键。长期的育种实践业已证明,偃麦草属物种免疫或高抗小麦的白粉、条锈、叶锈、秆锈、赤霉等多种重要病害,是用于小麦抗病性遗传改良的优良基因资源。课题组以八倍体小偃麦为桥梁亲本,利用植物染色体工程技术育成一批兼抗小麦多种病害的小麦新种质。本研究通过对自育的170份源于八倍体小偃麦的六倍体衍生系进行多小种苗期抗性鉴定和田间成株期抗性鉴定,筛选出一批具有优良抗性的小麦叶锈病新抗源;并利用单穗传法构建的重组自交系（recombinant inbred lines,RIL）群体以及次级定位群体,对其中的抗病衍生系CH1539和CH1357的叶锈病抗性进行了遗传定位,发现CH1539和CH1357的叶锈病抗性分别受一个苗期隐性抗性位点和一个主效成株抗性QTL（quantitative trait locus）控制。获得的与苗期抗性基因的共分离标记及主效抗性QTL的连锁标记,为小麦抗病育种的分子标记辅助选择及下一步抗性位点的精细定位、抗性基因的克隆以及抗叶锈病分子机制的深入解析奠定了基础。主要研究结果如下:1、叶锈病新抗源的筛选鉴定。多小种测试的基因推导与分子标记检测相结合,在170个小偃麦衍生系中,鉴定出了28个品系在苗期对所有8个供试小种或其中的7个小种具有抗性,且这28个品系不包含除Lr26外的任何已知的苗期抗性基因（Lr）。由于Lr26早已成为无效抗病基因,因而表明,这些品系中可能存在着新的抗叶锈病基因。通过成株期抗性（adult plant resistance,APR）鉴定,发现18个品系对混合小种有良好的抗性,最大病害严重度（maximum disease severity,MDS）低于20%,其中11个品系在三个种植季的平均MDS低于15%,由此推断,它们可能是APR新基因的潜在来源。综合上述结果,本研究发现的衍生于八倍体小偃麦的抗病品系可作为叶锈病的新抗源而用于小麦抗病育种。2、Lr CH1539的精细定位。叶锈病抗性鉴定表明小偃麦衍生系CH1539具有良好的苗期抗性。为解析其抗病性的遗传方式,利用叶锈菌（Puccinia triticina Eriks.,Pt）生理小种THK对CH1539与感病亲本杂交构建的RIL群体进行苗期抗病性鉴定。结果表明,各家系表现出不同的侵染反应;遗传分析表明该群体的叶锈病抗性是由单基因控制的,暂时命名为Lr CH1539。利用35K DAr Tseq芯片结合BSA（bulked segregant analysis）将其快速定位于染色体2BS末端。通过开发2BS染色体的特异标记,构建遗传连锁图,获得Lr CH1539的侧翼标记为sxau-2BS136和sxau-2BS81。对RIL群体中抗、感家系杂交构建的F2次级群体,进行苗期鉴定的结果显示:Lr CH1539呈隐性遗传;被精细定位到sxau-2BS47和sxau-2BS255间779.4 kb的区间内。连锁标记分析结果表明Lr CH1539与Lr16位置相同,但抗谱鉴定结果表明两者可能是不同的基因/等位基因。本研究表明,抗病材料CH1539以及与抗性位点Lr CH1539共分离标记sxau-2BS210可用于小麦抗叶锈病育种的分子标记辅助选择。3、QLr.sxau-6BL的定位。经多年鉴定,在大田环境下小偃麦衍生系CH1357、03W262和07C102均具有高水平的成株抗性。本研究通过采用田间接种鉴定其病害严重度的方法,分别鉴定了来自CH1357×台长29（TC29）(F4:5代)、03W262×TC29(F5:6代)的两个RIL群体和一个来自07C102×长4738的F2:3群体的抗病表型,并利用BSA结合小麦i Select 90K SNP芯片技术对这三个群体的亲本和抗感池进行了全基因组的基因分型。结果表明,三个群体均在小麦染色体6BL的末端存在一个抗病位点。利用6BL上已知的和新开发的多态性SSR标记对CH1357×TC29的群体进行基因分型,构建了一个由32个标记组成、长度为77.0 c M的连锁图。利用ICIMaping软件的QTL分析功能,在75.0 c M处检测到一个主效抗性QTL,对成株抗叶锈病贡献率为28.8%,暂命名为QLr.sxau-6BL。该位点距近端标记sxau-6BL120和远端标记sxau-6BL14的遗传距离分别为0.2 c M和0.4 c M。通过物理图谱及整合的遗传图谱分析,该位点在6BL上的位置不同于其它已报道的抗叶锈基因/QTL,表明QLr.sxau-6BL是一个新的抗叶锈主效QTL。此外,经03W262×TC29-RIL群体和170个小偃麦衍生系组成的自然群体验证,连锁标记sxau-6BL120可用于QLr.sxau-6BL的基因聚合和分子标记辅助育种。本研究不仅为小麦叶锈病的抗性育种提供了新的抗源,而且为QLr.sxau-6BL的精细定位及图位克隆奠定了坚实基础。