摘要
小麦野生近缘植物冰草携带高产、抗病、抗逆等多个优良性状的优异基因，是小麦遗传改良的重要资源。通过远缘杂交、染色体工程等遗传操作将这些优异基因导入普通小麦，是小麦遗传改良的有效途径。对小麦-冰草异源易位系进行分子细胞遗传学研究和优异基因的发掘，有利于小麦-冰草易位系的有效利用。叶锈病是小麦主要病害之一，本研究以小麦-冰草2P易位系为材料，通过对易位系回交群体进行分子标记检测和抗叶锈病鉴定以及农艺性状的调查分析，阐明易位片段的遗传效应及抗病基因定位的染色体区段，并创制新的易位系材料，为高效利用冰草2P染色体携带的优异基因提供科学依据。主要研究结果如下: 1.小麦-冰草2P易位系对叶锈病的抗性与可利用性评价。利用采集自中国13个省(直辖市、自治区)的50个不同叶锈菌小种对小麦-冰草2P附加系H-9-3及易位系2PT-5进行苗期接种鉴定。鉴定结果表明，受体亲本Fukuho与感病对照“郑州5389”反应型为3-4级，对全部50个叶锈菌小种均表现为高感。小麦-冰草2P附加系Ⅱ-9-3与小片段易位系2PT-5对50个锈菌小种的反应型均为0-0;级，表现为近免疫。说明小麦-冰草异源二体2P附加系Ⅱ-9-3及小片段易位系2PT-5携带抗叶锈病基因抗性强且抗谱广，可利用性很强。 2.小麦-冰草2P易位系抗叶锈病基因定位。选用毒性较强的叶锈菌流行小种THT对小麦-冰草2P附加系Ⅱ-9-3、受体亲本Fukuho以及小麦-冰草2P染色体长臂不同的易位系2PT-3(4DS.2PL)、2PT-5(3BS.L-2PL(0.6-1))、2PT-6(6AS.L-2PL(0.37-0.66))、2PT-8(4AS.L-2PL(0.86-1))的回交分离群体进行叶锈病苗期及成株期接种鉴定。同时，以2P特异标记对易位系群体单株进行检测。4个携带冰草2P染色体不同片段大小的小麦-冰草2P易位系2PT-3,2PT-5,2PT-6,2PT-8分离群体在成株期接种鉴定的结果与苗期接种鉴定的结果相同，在2PT-3,2PT-5易位系分离群中阳性植株全部表现为抗病，阴性植株全部表现为感病;2PT-6,2PT-8易位系回交群体中所有植株均表现为感病，由此，将小麦-冰草易位系2PT-5携带的叶锈病近免疫新基因定位于易位染色体2PL(0.66-0.86)区段上。 3.小麦-冰草2P易位系易位片段与农艺性状的相关分析。小麦-冰草2P异源易位系携带有小旗叶、小穗排列紧密、株型紧凑等特异性状。对携带有不同易位片段的易位系进行农艺性状的调查，易位系2PT-3(2PL)易位片段具有促使旗叶长度变小的作用，易位系2PT-3(2PL)、2PT-5(2PL0.6-1)、2PT-8(2PL0.86-1)易位片段具有促使旗叶宽度变小的作用。易位系2PT-3(2PL)易位片段具有促使穗长变小的作用。易位系2PT-3(2PL)、2PT-8(2PL0.86-1)易位片段具有促使小穗密度变大的作用。易位系 2PT-7(2PL(0.0-0.09)、2PT-8(2PL0.86-1)、2PT-10(2PS)、2PT-13(2PS0.18-0.36)易位片段具有降低株高的作用。 4.小麦-冰草新易位系创制与鉴定。利用电离辐射诱导小麦-冰草2P长臂整臂易位系2PT-3,对M1植株进行2P长臂特异分子标记鉴定，获得在0.66-0.86区段内分子标记发生变化的单株47个。对其中18个易位株进行GISH-FISH鉴定，其中有4个材料片段变小，其抗病性待进一步鉴定。这些材料对后续抗病基因的研究提供了基础材料。 5.小麦-冰草2P易位系抗叶锈病转录水平差异表达分析。对2P长臂小片段纯合易位系2PT-5,2PT-8进行叶锈菌接菌、取样、RNA测序。对测序结果进行组装、注释、分析，共获得586个差异表达基因，筛选出2个具有抗病结构特征的基因片段，为筛选抗病候选基因奠定基础。
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