小麦条锈病是由小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici，PST)引起的一种世界范围内重要的真菌病害之一。利用抗病品种是防治小麦条锈病最经济、有效、易行和对环境安全的有效途径，是控制该病害发生和流行的首要措施，受到全世界各国的广泛推广。美国西北部地区具有条锈病高温成株抗性，表现为数量性状遗传，具有持久抗性的特点。开发并利用HTAP抗性基因，可以克服小种专化抗性基因由于病原菌小种的频繁变异，而使寄主抗性很快丧失。本研究对美国西北部地区两个小麦主栽品种抗性基因进行鉴定、分子作图，并通过表型分析和分子标记辅助育种对主要抗性基因进行聚合研究。结果如下： 1.为了研究美.国西北部地区主栽品种‘Alpowa’所含抗条锈病基因，以AVS为母本，‘Alpowa’为父本，配制杂交组合。在温室用北美条锈菌小种PST-1和PST-21接种亲本、F<,1>、F<,2>及F<,3>代，遗传分析结果表明Alpowa含一个部分显性全生育期抗小种PST-1和PST-21的基因，命名为YrAlp。采用RGAP及SSR分子标记技术筛选与YrAlp紧密连锁的标记，构建了一个含5个RGA P标记和2个SSR标记的连锁图，并通过中国春缺体四系将该连锁图定位到小麦染色体1 B上。2个SSR标记则将该连锁图进一步定位到染色体1B的短臂上。通过温室及田间抗性鉴定得出Alpowa还含有HTAP抗性基因。在田间自然发病情况下，调查亲本及136个F<,3>株系在Pullman，WA.(设两个实验地)和Mount Vernon，WA.各地的严重度及反应型，用于检测HTAP QTL。利用QTL作图方法，我们对3个试验环境(O.B.Hill、Tukey Farm和Mt.Vernon)的相对AUDPC和反应型资料，进行高温成株抗性QTL分析。分别检测到1个影响高温成株抗性的主效QTL，它们位于7B染色体长臂上。 2.硬红春小麦品种Express广泛种植于美国西北部地区，是北美小麦条锈病鉴别寄主之一。为了鉴定其所含全生育期抗条锈病基因，以Express为母本，Avs为父本，配制杂交组合。在温室用北美条锈菌小种PST-1、PST-21、PST-43及PST-45接种亲本、F<,1>、 F<,2>、 F<,3>及F<,5>代，遗传分析结果表明Express含一个显性全生育期抗小种PST-1和PST-2 l的基因，暂命名为YrExpl；一个显性全生育期抗小种PST-1、 PST-21、PST-43及PST-45的基因，暂命名为YrExp2。采用RGAP及SsR分子标记技术筛选与YrExp1和YrExp2紧密连锁的标记，构建了两个分别包含YrExpl和YrExp2的遗传连锁群，并通过中国春缺体四系及SSR标记将YrExpl位到小麦染色体1 BL上，将YrExp2定位到'5BL上。YrExp2的两侧标记之一在检测的44个美国西北部小麦品种(系)中多态性达91％，可用于分子标记辅助育种。鉴定Express所含小种专化抗性基因利于更好地了解条锈菌小种毒性变化以及制定有效控制该病害发生的策略。 3.硬红春小麦品种Express除了还有全生育期抗条锈病基因之外，还含有HTAP抗性基因。本研究明确了春小麦品种Express拥有的高温成株抗性遗传由隐性基因控制。杂交组合AVS/Express的146个F<,6>重组自交系在两年四个试验地的相对AUDPC(或严重度)和反应型性状呈连续分布，表现数量性状的特点，略偏斜于感病亲本。借助于数量性状分析，我们检测到三个影响相对AUDPC的加性QTLs，解释48.2％到71.4％的表型变异；其中两个QTLs同时影响反应型，解释31.2％到42.8％的表型变异。同时，我们还检测到5对提高抗锈性的显著双因子互作既上位性效应，包括相对AUDPC 3对、反应型2对。如果考虑到上位性效应，那么所有QTI。所能解释的表型变异将增加1.7-3.6％。加性效应与上位性效应对AVS/Express杂交组合群体高温成株抗性的遗传控制都具有重要的作用。 4.在前期定位Yr39、Qphtap.wsu-6AS、Qhtap.wsu-3BL及Qhtap.wsu-1BL的工作基础上，在早代进行抗性鉴定，淘汰感病株，保留抗病株继续种植、较晚世代(F<,6>)进行表型抗性鉴定结合分子标记辅助选择的策略，利用与HTAP QTLs紧密连锁的分子标记，对小麦品种Alpowa和Express的重组自交系群体进行分子标记辅助选择。通过前景选择，筛选到2个聚合上述三个主效抗性QTLs(Yr39，Qhtap.wsu-6AS和Qhtap.wsu-3BL)的抗性株系、2个聚合Yr39与Qhtap.wsu-6AS的株系、2个聚合Yr39与Qhtap.wsu-3BL的株系、2个聚合Qhtap.wsu-6AS与Qhtap.wsu-3BL株系。创制具有持久抗条锈病小麦新种质。 本研究选用美国西北部主栽小麦品种，开展小麦条锈病抗性遗传分析、抗病基因分子作图及主效抗性基因聚合研究。证明美国西北部种植的小麦品种中有较多高温成株抗病资源，为小麦抗条锈病育种提供了新的抗源材料。开展分子标记辅助选择，初步验证了QTL研究结果的可靠性和所提出的小麦分子标记辅助抗病育种途径的可行性。
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