小麦条锈病和赤霉病抗源Centrum抗病基因精细定位和应用

Discovering and utilization wheat resistance genes is a key step for durable resistance breeding. In the domestic and foreign germplasm our research group identified the Centrum is a comprehensive disease resistance cultivar which high resistance to stripe rust and powdery mildew, at the same time it performances a moderate resistance to Fusarium graminearum. This project is based on the RIL population and wheat SNP chips genome-wide screen, and phenotypic data evaluated with disease collected from multi-point for many years to map the QTLs confers disease resistance. Combine variety of phenotypic data, SNP array and KASP marker, developing markers for fine mapping and molecular marker assisted selection. Though the secondary population construction achieves the major QTL (QYrCEN.nwafu-7BL) fine mapping, accurate assessment of the effect of QTLs which will lay a foundation for the next step of QTLs cloning. At the same time, primary mapping the QTLs resistance to Fusarium graminearum and developing the molecular markers for assisted selection. Using the assist selection markers carry out the resistance breeding to stripe rust, Fusarium graminearum and powdery mildew.

小麦抗病基因发掘与高效利用是防控小麦病害的关键。本研究组前期从国内外种质中筛选出一个抗病性全面的材料Centrum，高抗条锈病和白粉病，中抗赤霉病。抗条锈病QTL初步定位结果表明，该抗源在7B染色体上具有一个成株期抗锈病主效QTL（QYrCEN.nwafu-7BL）。在此基础上，本项目整合前期构建的RIL群体和小麦SNP芯片全基因组扫描结果，以及多年多点的表型数据，进行抗病QTL定位；结合SNP芯片和KASP、STARP标记开发，着重开展抗条锈病主效QTL（QYrCEN.nwafu-7BL）精细作图研究，精确评估主效QTL抗病性的效应值，为下一步的QTL的克隆奠定基础；同时，对抗赤霉病QTL进行初定位，开发可用于辅助选择的分子标记；利用相关抗病QTL辅助选择标记，高效开展抗源转育，培育兼抗条锈病、赤霉病和白粉病的亲本材料，为加速培育优良的抗病种质资源提供技术支撑。

小麦条锈病和赤霉病是我国小麦上的两个一类防治病害，抗病基因发掘与高效利用是防控病害最有效、经济环保的方法。本研究组前期从国内外种质中筛选出一个抗病性全面的材料Centrum，高抗条锈病和白粉病，中抗赤霉病，并构建了重组自交系群体。基于前期基础，在本项目支持下将Centrum 7BL上的抗条锈病主效QTL定位于AX-94556751和AX-110366788侧翼的0.4cM遗传区间，跨越2Mb物理基因组区域，解释了总表型变异的19.39-42.81％，完成了该位点的精细定位并发表相关研究论文，为该位点的克隆奠定了基础。与此同时，利用两年三地赤霉病表型数据，结合35K SNP芯片基因型数据，在1AL，7BS，7DL上定位到了3个稳定的抗赤霉病QTL，完成Centrum抗赤霉病基因初定位，该部分结果正在整理当中，2021年收集表型数据再次验证后发表。在此过程中，利用Centrum和西农979和郑麦9023创制了41份兼抗条锈，白粉病/赤霉病的中间育种材料，已分发给育种家使用，部分材料正在参加甘肃省陇南片冬小麦品种比较试验，争取育成相关品种。在本项目主要支持下还完成了Centrum对V26-10菌系苗期抗病基因定位，利用构建的快速定位体系完成了另外4份抗源的抗病位点定位及分子辅助选择标记开发。.综上所述，在本项目的主要资助下完成了Centrum及另外4份材料的抗病遗传解析及定位，发表第一标注SCI论文5篇，第二标注SCI论文2篇，第三标注SCI论文2篇。开发KASP标记14个，并在自然群体中验证可用于分子辅助育种。创制了41份兼抗条锈，白粉病/赤霉病的中间育种材料，已分发给育种家使用，部分材料正在参加品种比较试验。