摘要
本研究围绕小麦锈病抗性，采用来自以色列及其周边地区的野生二粒小麦群体，研究其对条锈病的抗性反应，同时对成株高温抗条锈基因Yr36的等位基因多样性进行评价，研究其对小种特异性抗性的影响，综合不同居群原生境的环境因子分析其对功能基因分化与适应进化的影响;作为抗病功能基因利用研究的重要组成部分，我们将具有垂直抗性的叶锈抗性基因Lr21和对植物真菌病害具有水平抗性的几丁质酶基因Ech42通过基因枪转化的方法转入到华中地区广泛种植的普通小麦品种中。 主要结果如下: 1)在本研究所用供试材料中检测到苗期高抗条锈混合菌株的野生二粒小麦7份，成株期高抗材料42份;成株期高温高抗小麦条锈生理小种CY32的材料2份，中度免疫的材料3份;成株期高温高抗条锈新致病类型川麦42-12的材料3份，中度免疫的材料1份; 2)野生二粒小麦对小麦条锈病混合菌株的抗性反应在31个自然群体中存在较大的群体间差异，高抗材料相对集中在5个亚群体中; 3)成株期野生二粒小麦对锈病混合菌株抗性反应受多基因控制。苗期和成株期条锈抗性反应值极显著相关，相关性系数为0.68;苗期和成株期条锈抗性反应值均与环境因子中的水分相关参数显著相关。 4) Yr36分布在64％的供试材料中，群体内和群体间存在广泛的多态性，并且与光照强度、温度、降雨量和海拔等环境因子相关; 5)我们克隆了来源于15个自然群体的44个基因型的Yr36基因全长。通过序列比对分析，得到了多态性较高的23个单倍型。Yr36在该野生二粒小麦自然群体中受到负选择作用的影响。位于外显子部位的突变位点SNP305、SNP3738和SNP4005导致其编码的氨基酸发生了疏水性和电荷极性的改变，可能是基因失去功能的原因。内含子区域在一定程度上影响Yr36基因功能的表达。少数Yr36单倍型与小种特异性抗性有关。 6)供试群体中，对CY32表现高抗或者中度免疫的基因型均出现在Yr36亚群体中，而对川麦42新致病类型表现抗性的4个材料中，只有1个中度免疫的属于Yr36亚群体，其他的3个高度免疫的基因型均来源于yr36亚群体，通过序列比对发现位于START结构域的突变位点SNP4005与其抗性的表达有关，该位点的突变使Yr36对川麦42新致病类型具有小种特异性抗性。 7)建立了相对高效的小麦遗传再生体系和遗传转化体系，并将小麦叶锈抗性基因Lr21和几丁质酶基因Ech42基因枪共转化入栽培小麦中;本研究还摸索了小麦成熟胚再生体系条件。
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