长穗偃麦草抗小麦赤霉病基因QfhbLoP的精细定位与标记辅助选择

长穗偃麦草含有多种优异基因，是小麦遗传改良不可多得的优良基因源。我们前期研究发现，位于长穗偃麦草7E染色体上的QfhbLoP 对小麦赤霉病的抗性强且稳定，QfhbLoP可解释的表型变异为31.52%，此抗性位点已被定位在 Xmag1932-Xcfa2240-Xswes19之间、遗传距离为5.25cM的区间内。本研究拟在此基础上借助禾本科植物基因组间广泛存在的共线性，运用生物信息学方法，在QfhbLoP的置信区间开发不同类型的新的分子标记；利用QfhbLoP的近等基因系构建的规模达到4000-5000个单株的次级作图群体对目标基因进行精细定位。同时，利用与抗病基因紧密连锁的分子标记对来自C.S.ph1b/KS24-2的F2:3代群体进行分子标记辅助筛选，创制携带偃麦草短片段的抗赤霉病育种新材料。这些研究结果对丰富小麦赤霉病抗源、实现抗病基因聚合、进一步图位克隆该抗病基因等具有重要意义。

本项目利用构建的RIL群体（来自小麦-长穗偃麦草抗赤霉病异代换系7el2（7D）与感病异代换系7el1（7D）杂交后代的237个重组近交系群体）首次构建了长穗偃麦草7E染色体遗传图谱，该图谱由64个分子标记构成，7E染色体全长为95.76cM，平均遗传距离1.47cM。利用构建的7E染色体遗传图谱，将抗赤霉病基因定位在Xswes19和Xmag1932之间，遗传距离为3.71cM，能够解释30.46%的遗传变异，说明该抗病基因是一个主效QTL，并将该抗病基因命名为Fhblop。随后，我们对7E染色体的分子标记的偏分离情况进行了统计分析，将7E染色体分为3个偏分离区，即SDR1、SDR2和SDR3（P<0.05）。.　　本项目利用中国春Ph1b突变体与携带抗赤霉病基因Fhblop的小麦-长穗偃麦草罗伯逊易位系KS24-2（7DS.7el2L）进行杂交，利用7E染色体上的分子标记对自交的F5代单株进行辅助选择并进行抗赤霉病鉴定。抗赤霉病鉴定结果表明，在110个后代中，有20个株系对赤霉病表现出良好抗性。随后，对20个抗病株系和其中的12个感病株系分别进行分子标记和染色体原位杂交分析，结果发现有2个株系具有较短的7el2染色体片段，另有4份小麦-长穗偃麦草易位系具有相对较小的染色体片段。随后，将携带长穗偃麦草短片段的抗赤霉病株系与当前大面积推广小麦品种济麦22进行杂交和回交，分子标记辅助选择出济麦22抗赤霉病改良系和抗感赤霉病近等基因系。随后，进一步利用中国春小麦第七同源群的一系列缺失系对抗赤霉病基因在小麦染色体上的易位位置进行了物理定位和GISH分析，将抗赤霉病基因定位在小麦7DL-3-0.82-1.0内。.为进一步精细定位该抗赤霉病基因，借助于已知的水稻、短柄草、粗山羊草和高粱基因组序列，在线blast水稻基因组和短柄草基因组序列，确定长穗偃麦草7E染色体上的共线性区域，开发了258对分子标记，其中46对在抗感亲本间具有多态性。同时，利用小麦-长穗偃麦草短片段易位系将这些标记定位在相应的7el染色体区段内。利用构建的作图群体对上述新开发的分子标记和抗赤霉病性状进行了遗传定位分析，进而将来自长穗偃麦草的抗赤霉病基因定位在7el染色体上1.33cM范围内，与其紧密的连锁的分子标记为SDAU-K66和SDAU-K62。