【摘 要】
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小麦是世界上最重要的粮食作物之一。由条形柄锈菌（Puccinia striiformis Westend.f.sp.tritici Erikss.,Pst）引起的气传性真菌寄生病害——条锈病（黄疸病）是小麦最具威胁性的病害之一。在中国麦区,条锈病是造成小麦产量减少和品质劣化最主要的病害。合理利用小麦抗条锈病基因,选育和推广抗条锈病新品种,是防治小麦条锈病最经济、有效和环保的途径。发掘新的条锈病抗性
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小麦是世界上最重要的粮食作物之一。由条形柄锈菌（Puccinia striiformis Westend.f.sp.tritici Erikss.,Pst）引起的气传性真菌寄生病害——条锈病（黄疸病）是小麦最具威胁性的病害之一。在中国麦区,条锈病是造成小麦产量减少和品质劣化最主要的病害。合理利用小麦抗条锈病基因,选育和推广抗条锈病新品种,是防治小麦条锈病最经济、有效和环保的途径。发掘新的条锈病抗性基因并应用到小麦育种中,一直以来是我国小麦研究的主要热点领域。小麦地方种质,又称农家品种或本地品种,是经过漫长的自然选择和人为干预后保存下来的现代小麦遗传改良基础种质,具有早熟性、多花多粒、广适性及抗病虫、抗寒耐逆等现代小麦遗传改良的重要目标性状。近10年的田间条锈病抗性表型鉴定发现,中国小麦地方种质酉阳光头麦（GTM）对当前我国小麦生产上主要流行的条锈病生理小种和致病类群具有稳定的成株期抗性（Adult plant resistance,APR）。为解析酉阳光头麦成株期条锈病抗性遗传特性、发掘控制其成株期条锈病抗性基因/位点/区段,本研究利用酉阳光头麦为抗病亲本、Avocet S（Av S）为感病亲本,通过杂交、自交并结合单粒传方法构建重组自交系（Recombinant inbred lines,RILs）作为遗传分析及分子作图群体。进一步利用小麦55K SNP芯片技术构建的高密度遗传连锁图谱,结合成株期条锈病抗性表型分析对控制酉阳光头麦成株期条锈病抗性进行了遗传定位。获得以下主要研究结果:1、苗期条锈病抗性表型鉴定表明,酉阳光头麦对条中32（CYR32）和条中33（CYR33）生理小种均表现为中感条锈病,其侵染型为7级（Infection type,IT=7）;利用生产上流行的条锈菌生理小种和致病类群（条中32、条中33、条中34、水源4号、水源5号、水源7号和贵农14号）组成的混合生理小种进行多环境下成株期抗性鉴定,发现酉阳光头麦具有稳定抗病性,其侵染型为1～2级（IT=1～2）、最终严重度为1.67～8.33%（Final disease severity,FDS）。证实酉阳光头麦条锈病抗性受成株期抗条锈病基因控制。利用条锈菌混合生理小种对抗、感亲本及其构建的339份F5:7重组自交系对3个诱导接种环境下进行成株期条锈病表型分析发现,酉阳光头麦成株期条锈病抗性受数量性状位点（Quantitative trait loci,QTL）控制。2、利用小麦55K SNP芯片对亲本和重组自交系群体进行全基因组扫描,剔除无效标记后,获得985个有效SNP标记,分布于小麦21条染色体上。利用这些标记构建了遗传连锁图谱,图谱总长2405.57 c M,标记间平均遗传距离为2.44 c M。3、利用完备区间作图法,结合条锈病表型值最终严重度和小麦55K SNP芯片对重组自交系群体进行QTL分析,获得2个控制酉阳光头麦成株期条锈病抗性QTL,暂命名为QYr.GTM-2AS和QYr.GTM-5DL。其中,QYr.GTM-2AS位于2A染色体短臂,其侧翼标记AX-111191799和AX-109998719,遗传跨度4.5 c M,可解释表型变异率为9.27～14.98%;QYr.GTM-5DL位于5D染色体长臂,其侧翼标记AX-109855976和AX-111512534,遗传跨度2.01 c M,可解释表型变异率为19.17～34.80%。基于条锈病抗性基因一致性图谱及比较前人已定位条锈病抗性基因的遗传和物理图谱发现,QYr.GTM-2AS和QYr.GTM-5DL可能是控制小麦成株期抗条锈病潜在的新QTL。遗传效应分析表明,携带QYr.GTM-2AS和QYr.GTM-5DL均可显著降低小麦成株期条锈病严重度。4、对成株期条锈病抗性主效QTL QYr.GTM-5DL进行单倍型分析,发现在244份四川小麦种质中,共检测到3份小麦种质（占比1.23%）携带与抗病亲本酉阳光头麦一致的抗性等位位点,其平均严重度为15.50%,低于其他单倍型中小麦种质的平均严重度。5、将与成株期条锈病抗性主效QTL QYr.GTM-5DL紧密连锁的SNP分子标记开发了5个特异性d CAPS标记,并利用这些特异标记对48份四川育成小麦品种进行有效性验证,发现d CAPS标记d CAPS-5722能特异性地检测小麦种质中是否携带QYr.GTM-5DL,可高效用于成株期条锈病抗性主效QTL QYr.GTM-5DL的分子标记辅助选择。
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