摘要
小麦（Triticum aestivum L.）是世界上最重要的粮食作物之一，为全世界35-40％的人口提供食物。小麦条锈病是我国小麦上发生面积最广、危害最重的病害之一，具有暴发性和大区流行的特点，其有效防控是长期的国际难题。长期的生产实践证明，选育并推广抗条锈病品种是最经济、最有效和最能体现可持续发展的条锈病防治方式。抗性资源紧缺是制约条锈病抗性品种培育的根本原因，因此新抗病资源和抗病基因的挖掘及其合理利用是持续控制条锈病的重要保障。本研究以一个来自西藏的地方小麦品种--曲白春为主要研究对象，多年田间鉴定结果己表明其对条锈病有近免疫的抗性，为进一步定位并克隆曲白春抗病基因，我们将曲白春分别与中国春和川麦28两个材料杂交，利用其分离群体进行了抗条锈病基因的精细定位及分析;并进一步利用曲白春与西南麦区主栽品种进行回交转育，将抗性基因导入这些品种中，以改良其条锈病抗性，获得了高抗条锈病小麦新材料。主要结果如下: 1.田间成株期人工接种混合优势小种的鉴定结果表明，曲白春对中国流行的条锈菌生理小种CYR32、CYR33和CYR34具有近免疫抗性。遗传分析和Yr18功能标记检测结果表明，曲白春含有2个抗条锈病显性基因，1个是成株期抗性基因Yr18，另1个是全生育期抗性基因（暂命名为Yrqbc）。 2.构建了两个遗传分析群体:曲白春×川麦28和曲白春×中国春，分别对Yrqbc进行基因定位。曲白春×川麦28群体的SSR分析结果表明，Yrqbc定位于2BL染色体上，最近的SSR标记为DArT12，遗传距离为5.9cM。曲白春×中国春群体的SSR分析结果表明，Yrqbc两侧的SSR标记分别是Xwmc332和Xwmc17，遗传距离分别是10.1cM和6.7cM。 3.进而选用曲白春×中国春分离群体，利用BSR-seq(Bulked segregant RNA-Seq)、小麦660K SNP芯片信息和比较基因组分析方法，结合KASP标记等技术，进行了Yrqbc遗传图谱的加密。基于BSR-seq分析结果，获得了6个可用于遗传图谱绘制的SNP位点。基于660K SNP芯片基因分型结果结合中国春V1.0版本的物理图谱筛选，获得了14个可用于遗传图谱绘制的SNP位点。利用上述20个SNP位点开发KASP标记，与之前的SSR标记共同构建了Yrqbc的精细遗传连锁图。结果表明:Yrqbc两侧标记为A009200、A009192，遗传距离分别是0.1cM和5.0cM。 4.遗传图谱比对结果显示，Yrqbc与已报道的抗条锈病基因Yr5的遗传位置相近，且存在一个共同的SSR连锁标记Xwmc17，进而采用Yr5的功能标记进行验证，利用Yr5克隆引物进行测序比对，分析结果表明，Yrqbc和Yr5为同一个基因。 5.检测了Yrqbc(即Yr5)和Yr18在国内外323个小麦育成品种（系）中的应用情况。结果显示，中国麦区的271个品种（系）中，仅在一个品种检测到Yr5，在61个品种（系）中检测到Yr5等位基因;有11个品种具有Yr18基因，仅占收集品种的4％。国外52个品种（系）中，没有检测到Yr5，在8个品种（系）中检测到Yr5等位基因;有10个品种具有Yr18基因，占国外收集品种（系）的19％。 6.构建曲白春×川麦28的F2分离群体，将“自然聚合”的Yr5和Yr18分离，采用Yr5和Yr18功能标记检测其基因型，田间成株期人工接种混合优势小种的鉴定其各基因型的抗条锈性特征，结果表明，含单独的Yr5或Yr18的植株抗性要明显低于曲白春，表明全生育期抗性基因和成株期抗性基因的聚合具有较大的应用价值。 7.利用曲白春与10个主栽品种进行回交育种，将两个抗病基因(Yr5和Yr18)同时导入这些主栽品种中进行抗性改良育种。结果表明，同时导入两个抗病基因（Yr5和Yr18）的回交系的抗性显著提高。 综上所述，聚合了全生育期抗性基因Yr5和成株期抗性基因Yr18的小麦地方品种曲白春及其后代材料具有良好的条锈病持久抗性，表明将全生育期抗性基因与成株期抗性基因聚合是培育具有持久抗性新品种的可行策略。本研究对于小麦条锈病抗性育种具有重要指导意义。
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