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由于病虫害、逆境等不利因素对小麦品质和产量的危害不断加重,提高对病虫害和逆境的抗性已成为目前小麦育种工作的主要目标。加州野大麦(Hordeum brachyantherum ssp californicum,2n=2x=14, genome HH),具有耐低氮、耐冻害、抗大麦黄矮病、抗小麦白粉病等有用性状,是小麦种质改良的重要基因资源。培育小麦-加州野大麦一整套染色体异附加系、异代换系和易位系,有助于定位和转移加州野大麦有益基因,开展加州野大麦与小麦之间的比较基因组学研究。本研究在孔芳(2006)和袁静娅(2011)的研究基础上,对普通小麦中国春与中国春-加州野大麦双二倍体回交后代和中国春-加州野大麦双二倍体花粉辐射后代与扬麦15的杂交、回交后代群体进行系统的分子细胞遗传学、分子标记和主要性状的鉴定和分析,选育普通小麦-加州野大麦异染色体系,取得的主要研究结果如下：1、利用普通小麦中国春-加州野大麦双二倍体基因组DNA和4个重复序列45SrDNA、5S rDNA、pSc119.2和pAsl作探针,进行顺次染色体GISH/FISH分析,参照前人建立的加州野大麦GISH/FISH核型,在上述后代群体中共选育和鉴定了4个二体异附加系(DAH1、DAH3、DAH5、DAH6)、2个端二体异附加系(DtH6S、DtH6L)、7个单端体异附加系(MtH1S、MtH1L、MtH3S、MtH3L、MtH5S、MtH5L、MtH7L)2个分别涉及H2、H7多重异附加系材料和1个二体异代换系(DSH4)。在异附加系选育的同时,还选育和鉴定出涉及加州野大麦不同染色体的48个结构变异系类型,其中包括加州野大麦与小麦染色体易位系14个、加州野大麦染色体之间的易位系21个、加州野大麦等臂染色体系6个和加州野大麦染色体缺失系7个。2、为了明确加州野大麦与普通小麦的部分同源群关系,本研究首先利用定位于普通小麦七个部分同源群的3,204对EST(表达序列标签,Expression Sequence Tag)引物、747对小麦SSR(简单序列重复,Simple Sequence Repeats)引物和182对黑麦SSR引物在普通小麦品种中国春、扬麦15和中国春-加州野大麦双二倍体中进行扩增,共筛选到482个加州野大麦染色体特异的分子标记。3、利用选育出的含有涉及加州野大麦H1-H7染色体的异染色体系,对已经筛选出的482个加州野大麦特异分子标记进行染色体定位,结果筛选出H1、H2、H3、H4、H5、H6和H7各染色体专化标记分别为47个、50个、45个、49个、21个、51个和40个。然后利用分布于加州野大麦各染色体上的特异分子标记,对选育出的结构变异体身份进行进一步的确认,明确涉及H1、H3、H4、H5、H6和H7的结构变异体分别为12份、11份、4份、9份、9份和11份,同时将这些标记定位到加州野大麦长短臂的不同区段。根据长短臂标记的信息,确定了加州野大麦与小麦的部分同源群归属。即：H1染色体长臂与小麦第七部分同源群长臂同源为7HL,短臂与小麦第四部分同源群长臂同源为4HL；H2染色体与小麦第五部分同源群同源为5H；H3染色体与小麦第二部分同源群同源为2H；H4染色体与小麦第六部分同源群同源为6H；H5染色体与小麦第三部分同源群同源为3H；H6染色体长臂与小麦第七部分同源群短臂同源为7HS,短臂与小麦第四部分短臂同源群同源为4HS；H7染色体与小麦第一部分同源群同源为1H。4、对选育的异染色体系进行抗病性鉴定和植株形态特征考察。苗期和成株期的抗白粉病鉴定表明：中国春-加州野大麦双二倍体在苗期病级为2-4级,成株期为1级高抗；含有加州野大麦染色体6H的二体异代换系YJY7-2-7-14-46、2H的二体异附加系PH-19-14-21和2HL的单端体异附加系PH-19-14-5,在全生育期表现出与双二倍体相近的白粉病抗性病级。推测在加州野大麦2H和6H上可能携带有抗白粉病的基因。涉及不同加州野大麦染色体异染色体系表型表现明显差异。