基于BSA转录组测序的春小麦种质资源抗条锈病基因精细作图

Qinghai Province is one of Puccinia striiformis f.sp. tritici (PST) main over-summer ereas in China ,large quantity of over-summer pathogens were found in Qinghai Province mainlly in late-maturing spring wheat cultivars. Research on spring wheat germplasm resources, keep finding new stripe rust resistence genes, using them ,breeding and growing cultivars with genetic resistance not only is the most effective, economical and environment friendly way to control this disease in Qinghai Province,but also contains high significance to refrain this stripe rust pathogens to over summer time in China.From this project, we excavate stripe rusistance genes,and will elucidate the stripe rust resistance genetic basis of 4-5 excavated spring wheat germplasm resources we selected which shown high quality stripe rust resistance, so F2:3 lines population from crossed separately by these spring wheat germplasm resources and Taichuang29, together with parents, will be tested with Chinese prevalent pathotypes at seedling stage under controlled greenhouse conditions, also be evaluated for adult plant stage stripe rust response for two years, in Qinghai and Ganshu Provinces on three experimental field which have different geographical and climatic conditions; we also will construct linkaged genetic map for 1-2 stripe rust resistance gene(s) by develop special SNP markers based on RNA-Seq bulked segregant analysis, then, further fine mapping the important stripe rust resistance major gene by develop SSR,INDel, or EST markers based on major gene(s) which belong to the linkaged SNP markers interval, identified by large F2 populations.

青海省是我国小麦条锈菌主要越夏流行区之一，每年拥有大量的小麦条锈病越夏菌源，主要以在晚熟春麦中为主，研究春小麦抗病资源，寻找新的抗条锈病基因并有效利用,以培育和种植春小麦抗病品种，是控制青海春小麦条锈病流行最有效、经济和安全的方法，对抑制我国小麦条锈病越夏具有重要意义。本项目将进行春麦种质资源抗病基因的挖掘，并选择挖掘的4-5个重要春麦抗病资源分别和感病春麦Taichung29杂交创建的F2:3家系群体，结合亲本，在温室苗期人工接种进行抗病性测试，成株期抗病性鉴定于青海和甘肃共选三个地理环境和气候条件不一样的试验点进行2年的测试，明确该4-5个春麦种质资源抗条锈病基因遗传规律；挑选1-2个抗病基因，进行基于BSA转录组测序方法开发特异性SNP标记的分子作图，并利用定位到重要主效基因的SNP标记区间内的基因进行SSR/INDel/EST等标记开发，用F2 代大作图群体检测，构建精细图谱。

青海省是我国小麦条锈菌主要越夏流行区之一，每年拥有大量的小麦条锈病越夏菌源，主要以在晚熟春麦中为主，研究春小麦抗病资源，寻找新的抗条锈病基因并有效利用,以培育和种植春小麦抗病品种，是控制青海春小麦条锈病流行最有效、经济和安全的方法，对抑制我国小麦条锈病越夏具有重要意义。本项目对搜集到的480余份春小麦种质资源进行系统的抗条锈病性鉴定，并挑选出优良抗病春麦种质资源；利用抗病春麦资源与感病春麦Taichung29（T29）杂交创建的F2、F3群体的抗病性测试，对选择挖掘的7个春麦种质资源进行了抗条锈病基因遗传分析，明确了该7个春麦种质资源的抗条锈病基因遗传规律；对优良抗病春麦资源MY004577进行了基于35K SNP芯片的全基因组抗条锈病基因分子作图：用全基因组分析法（GWA）和SNP芯片标记技术，对MY004577/T29 F2:3群体的基因型和青海和陕西省的3个大田环境的病害严重度DS、反应型IT数据进行抗病基因定位分析，此外根据群体在苗期温室环境下接种小麦条锈菌生理小种CYR33后的反应型IT调查结果也进行了分析，共检测到8个抗条锈性基因，分别位于4AL（两个）、6AS（4个）和2DL（2个）上，其中4个为全生育期抗条锈病基因，4个为成株期抗条锈病基因。其中QYr.qhu-2DL.2为主效稳定的成株期抗条锈性基因，解释表型变异的24.45-53.66%，紧密连锁的SNP 标记AX-95232752和AX-95000194之间的遗传距离仅为0.8cM；QYr.qhu-6AS.1和QYr.qhu-6AS.2为两个效应最大且稳定的全生育抗条锈病基因位点，QYr.qhu-6AS.1解释表型变异的27.78-52.81%，与其紧密连锁的SNP 标记AX-94889521和AX-95017416之间的遗传距离为3.9cM；QYr.qhu-6AS.2解释表型变异的27.86-52.61%，与其紧密连锁的侧翼SNP 标记AX-94573487和AX-95249202在同一个遗传位点上，即与QYr.qhu-6AS.2的遗传距离几乎为0。本项目获得了3个主效抗条锈病基因的精细遗传连锁图谱。本项目研究中定位的这些条锈病抗病基因，可以丰富条锈病全生育期和成株期抗性的遗传基础，为持久抗病育种提供物质储备。此外，找到的与这些基因紧密连锁的SNP标记可作为春小麦条锈病抗性改良的有效辅助工具。