摘要
由条形柄锈菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici）引起的小麦条锈病是全球范围内最常见且最具破坏性的小麦真菌病害之一，培育具有持久抗性的小麦新品种是防治该病害的最有效途径。四倍体长穗偃麦草（tetraploid Thinopyrum elongatum, 2n = 4x = 28, EEEE）具有多花多实、抗病（条锈病、赤霉病、白粉病等）、抗旱和耐寒等优良特质，使其成为小麦品种遗传改良的重要资源。本研究通过基因组原位杂交（Genomic in situ hybridization，GISH）和荧光原位杂交（Fluorescence in situ hybridization，FISH）技术在硬粒小麦-四倍体长穗偃麦草部分双二倍体 8801 与蜀麦482（SM482）和蜀麦 921（SM921）的杂交、自交后代中筛选得到一个小麦-四倍体长穗偃麦草6E/6D代换系K17-1065-4。对K17-1065-4及其亲本进行了苗期和成株期条锈病抗性鉴定和农艺性状调查。利用二倍体长穗偃麦草参考基因组序列开发四倍体长穗偃麦草6E染色体特异分子标记并进行有效性验证。具体研究结果如下： 1、GISH、FISH、FISH painting结果表明，K17-1065-4具有 42条染色体，其中普通小麦的一对6D染色体被四倍体长穗偃麦草的一对6E染色体替换，是一个6E/6D代换系。 2、苗期和成株期条锈病抗性鉴定结果表明，苗期小麦亲本SM482和SM921及K17-1065-4高感条锈病，8801高抗条锈病。成株期小麦亲本 SM482和SM921高感条锈病而8801和K17-1065-4高抗条锈病。 3、农艺性状考察发现 K17-1065-4的分蘖数、株高和穗长与小麦亲本 SM482和SM921相近，但穗粒数显著高于亲本。千粒重低于 SM921，与 SM482 相似且显著高 于 8801。 4、通过对二倍体长穗偃麦草 6E 基因组序列的分析，获得了 3382 个来自 6E 染色体特异简单重复序列（Simple sequence repeat，SSR）。对随机选取的 60个 SSR序列进行引物设计，其中33对SSR标记能够准确追踪四倍体长穗偃麦草6E染色体， 10个标记可用于区分长穗偃麦草E基因组与其他小麦近缘属物种基因组。 5、对K17-1065-4与SM482杂交得到的154个F2单株进行分子标记、GISH和条锈病抗性分析。其中可扩增出四倍体长穗偃麦草6E染色体特异性条带的单株均高抗小麦条锈病，进一步的GISH结果显示这些单株均含有完整的外源染色体。 综上，我们鉴定出一个成株期高抗条锈病且综合农艺性状优良的小麦-四倍体长穗偃麦草6E/6D代换系 K17-1065-4，并开发出 6E染色体特异SSR标记用于准确追踪普通小麦背景下四倍体长穗偃麦草6E染色体。本研究将为挖掘四倍体长穗偃麦草抗条锈病基因和分子标记辅助育种奠定理论基础，为培育高抗、高产、优质的小麦提供材料。
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