茸毛偃麦草染色体1St抗小麦条锈病新基因鉴定与分子标记

茸毛偃麦草是中间偃麦草的一个亚种，对小麦多种病害具有优异的抗病性,是普通小麦遗传改良的重要基因资源。我们的研究发现它与中间偃麦草在重复序列的结构和组成上有较大的差异，表现易于与小麦染色体组产生大量重组。我们利用染色体工程方法将茸毛偃麦草染色质向小麦转移,创制了一批小麦-茸毛偃麦草异染色体系材料并从中鉴定出了抗小麦条锈病的小麦-茸毛偃麦草1St代换系。我们以1St代换系为材料，利用中国春ph1b缺失突变体为工具，利用杂交回交和自交的方式获得了一批小麦-茸毛偃麦草1St渗入系。本研究拟从这批渗入系中鉴定出1St小片段易位系，结合抗条锈病基因的遗传分析，定位该条锈病抗性新基因并建立与该基因连锁的分子标记。研究结果不仅可以丰富偃麦草基因组的演化、外源基因在小麦背景中的遗传表达与相互作用的理论，而且对指导小麦抗条锈病分子标记辅助育种实践具有重要价值。

我们构建了偃麦草E染色体组的Fosmid文库，并从中筛选到了偃麦草特异的基因组克隆，发掘了可以用于偃麦草染色体和着丝粒的鉴定的探针和分子标记。同时利用育成小麦-茸毛偃麦草1St(1D)代换系与茸毛偃麦草为材料，构建高通量DNA测序文库，利用中国春小麦、偃麦草以及其他小麦-茸毛偃麦草异代换系材料对SLAF标签进行筛选。获得了30个定位于1St染色体上的特异分子标记。我们进一步将育成的免疫条锈病的小麦-茸毛偃麦草代换系AS1677与感病小麦MY11杂交，从F2:3家系后代中获得了不同茸毛偃麦草1St染色体导入系材料。通过醇溶蛋白的APAGE分析和麦谷蛋白的SDS-PAGE种子蛋白电泳分析，结合植株性状以及抗条锈病性分析，我们发现1St染色体长臂上携带有茸毛偃麦草特异的高分子量谷蛋白新基因，定名为Glu-1St#2x。同时发现位于1St染色体短臂上具有编码茸毛偃麦草特异醇溶蛋白的基因、控制外颖茸毛的基因以及对小麦条锈病优势小种的抗性新基因，进而筛选到与源自偃麦草1St染色体短臂抗条锈病性共分离的8个共显性分子标记，可以用于茸毛偃麦草抗条锈病基因向小麦转移的育种实践中。本研究获得的1St染色体上多种类型的功能性分子标记，为小麦族物种第1同源群染色体比较基因组分析和基因组进化研究奠定了基础。