德国白黑麦4R染色体上抗小麦白粉病新基因的分子细胞学鉴定和利用及小片段易位系的创制

利用基因组原位杂交GISH/FISH鉴定小偃6号和黑麦品种德国白的远缘杂交后代材料，获得了高抗白粉病的4R二体附加系WR49和T4Bo4R交互易位系WR41。对不同白粉病菌系的抗病性鉴定，以及WR49与感病品种铭贤169的F2群体抗病性鉴定和分子标记检测结果表明，黑麦4R染色体携带有不同于现有已知基因的抗白粉病新基因。本项目拟通过系统的抗谱分析，WR41与辉县红、小偃6号、小麦主栽品种杂交的F2群体及其家系的抗性鉴定、GISH/FISH鉴定和分子标记检测，将抗白粉病新基因定位于4RS或4RL染色体上，并筛选出能追踪该基因的专化分子标记，进行分子标记辅助选择的小麦抗白粉病育种。同时利用普通小麦农林26/离果山羊草3C附加系的杀配子染色体高效诱导小麦/黑麦4R染色体发生易位，通过GISH/FISH鉴定和抗病性鉴定等相结合，创制出抗白粉病的4R小片段易位系，为小麦育种提供新的抗病种质基因资源。

黑麦品种德国白(Secale cereale L. German White)高抗包括白粉病(Blumeria graminis f. sp tritici)在内的多种小麦病害，是小麦遗传改良的重要基因源。利用远缘杂交、分子染色体工程的方法创制出了一批以小麦骨干亲本小偃6号为背景的小麦-黑麦材料。利用基因组原位杂交GISH、三组探针的多色FISH、多色GISH以及自主开发的黑麦4R染色体臂特异的EST标记，鉴定表明小麦-黑麦材料WR41和WR35分别是新的4R易位系和附加系。它们综合农艺性状优良，成株期均高抗白粉病，苗期分别高抗13/23和22/23个白粉病菌株，其抗谱不同于现有的已知抗白粉病基因，包括4个来自黑麦的抗白粉病基因Pm7，Pm8，Pm17和Pm2，因此，WR41和WR35可能携带有新的抗白粉病基因。进一步开发出了可以鉴定德国白黑麦4RS的2个特异标记和6个4RL的特异标记。利用遗传群体、抗病性鉴定、基因组原位杂交GISH鉴定和特异分子标记检测，将WR41的抗白粉病基因定位于4RL染色体臂上，并鉴定出了6个可追踪检测该基因的特异标记，可用于分子标记辅助选择的小麦抗白粉病育种。采用杀配子染色体诱导、Ph1b隐性突变体诱导部分同源染色体配对、60Coγ射线辐射、与普通小麦(感病)品种杂交并回交，共4类方法诱导产生新的4R染色体易位系，共获得了29份高抗白粉病的4RL新易位系、2份高代材料、4份综合农艺性状优良的高代品系以及33个组合的群体材料。本研究为小麦染色体工程育种提供了新的抗病种质基因资源。