斯卑尔脱小麦抗白粉病和抗叶锈病基因分子标记精细作图

Powdery mildew and leaf rust are two important diseases endangering wheat production worldwide. Exploring and utilizing diverse effective resistance genes is the foundation for wheat disease resistance breeding. Spelt wheat as one of close wheat relatives is of high potential in wheat genetic improvement,which has not yet been fully exploited. The new leaf rust resistance gene LrAlt identified in spelt wheat Altgold was located in the distal part of wheat chromosome 2AS and the new powdery mildew resistance gene MlHubel in spelt wheat Hubel was located in the distal part of chromosome 2DL. Based on the prior chromosomal location of these two genes, wheat ESTs located in the ends of chromosomes 2AS and 2DL by high resolution genetic map, deletion lines and comparative genetics will be choosed to design chromosomal-location specific EST-STS markers. These markers will be used to fine map the powdery mildew resistance gene MlHubel and the leaf rust resistance gene LrAlt. The results of this study will be as the start step toward the map-based cloning of the target genes.

小麦白粉病和叶锈病是危害小麦生产的两种重要病害，发掘和利用新的小麦抗白粉病和抗叶锈病基因是小麦抗病育种的基础工作。普通小麦近缘物种之一斯卑尔脱小麦是小麦遗传育种的重要基因资源库，但是在我国小麦育种中的利用潜力尚未充分发挥。斯卑尔脱小麦Altgold带有抗叶锈病新基因LrAlt，定位于小麦2A染色体短臂末端，斯卑尔脱小麦Hubel带有抗白粉病新基因MlHubel，定位于小麦2D染色体长臂末端。本研究在前期初步定位的基础上，选择通过小麦高密度遗传图谱定位、缺失系定位以及比较基因组学定位的小麦EST序列，设计位于小麦2A染色体短臂末端和2D染色体长臂末端的EST-STS标记，对斯卑尔脱小麦抗叶锈病基因LrALt和抗白粉病基因MlHubel进行精细作图，为下一步基因图位克隆打下基础。

小麦白粉病和叶锈病是危害小麦生产的两种重要病害，发掘和利用新的小麦抗白粉病和抗叶锈病基因是小麦抗病育种的基础工作。为了在小麦育种中充分利用普通小麦近缘物种之一斯卑尔脱小麦的抗病性，丰富小麦育种的抗病基因资源，本研究通过分子标记和比较基因组学对斯卑尔脱小麦材料Hubel和Altgold中的抗白粉病新基因MlHubel和抗叶锈病新基因LrAlt进行了精细作图。本研究得到以下结果：（1）MlHubel基因是一个隐性抗白粉病新基因，定位于小麦2D染色体长臂末端，该基因所在区段与短柄草5号染色体长臂和水稻4号染色体长臂末端区域有良好的共线性关系。本研究构建了MlHubel基因的遗传连锁图，其中最近的标记群与MlHubel基因之间的遗传距离为0.4cM。（2）LrAlt基因是显性抗叶锈病新基因，定位于小麦2A染色体短臂末端，该基因附近区域与短柄草5号染色体短臂和水稻4号染色体短臂对应区段有一定的共线性关系。通过比较基因组学分析获得了与LrAlt基因紧密连锁的7个新的小麦EST-STS标记，构建了LrAlt基因的遗传连锁图谱。（3）本研究还利用分子标记技术精细定位了一个来自野生二粒小麦的新的抗白粉病基因MlIW30。该基因为显性，位于小麦4A染色体长臂末端0.8-1.0区段，该区段与短柄草1号染色体，水稻6号染色体和高粱10号染色体的相应区域有共显性关系。本研究构建了MlIW30的精细遗传连锁图，其两侧最近的标记距离目标基因为0.1cM。这一结果为下一步目标基因图位克隆打下了基础。（4）此外，本研究还通过分子标记技术分析了3份抗病小麦材料的抗病基因，结果发现抗白粉病小麦品种保丰104和Bogatka中可能含有抗白粉病基因Pm6，抗叶锈病小麦品种辽春10号带有的显性抗叶锈病基因很可能是Lr13。这些结果为在小麦抗病育种中充分利用这些抗病基因材料提供了有价值的参考信息。