兼抗白粉病和条锈病小偃麦渗入系创制、分子鉴定及抗病基因标记定位

随着1BL.1RS易位系、"繁6"衍生系等主要抗源抗性丧失，我国小麦主体品种对条中32、33和白粉菌系E20、E21的抗性普遍较差。发掘和鉴定新的抗病基因对培育抗病品种，减少病害损失有重要意义。小偃麦渗入系CH7034、7086、7103和223是项目申请人创制的兼抗条锈、白粉病小麦新抗源，多年鉴定表明它们免疫或高抗条中32、33和E09、E20、E21等多个生理小种。本项目拟利用原位杂交和基于EST的SSR、STS等分子标记，对上述4个异源渗入系进行分子鉴定，明确其外源抗病基因所在小麦染色体区段及兼抗性遗传基础和不同抗性基因的遗传关系；将渗入系与感病品种杂交构建F2、F2:3分离群体，通过SSR、EST-SSR等标记分析，筛选抗病基因的连锁标记，并构建其遗传图谱和物理图谱；通过比较基因组学分析，开发抗病新基因所在基因组区域的多态性标记，建立适合于该抗性基因分子标记辅助选择的技术和方法。

源于野生近缘种属的抗病基因在小麦条锈病、白粉病的防治中发挥着重要作用。本研究利用课题组创制的一批多抗性小偃麦渗入系，着重于抗病新基因的鉴定、分子定位及连锁标记的开发。并取得如下重要进展和结果：⑴ 染色体C-分带和原位杂交实验发现，9份小偃麦抗病渗入系中不含有大的外缘染色体片段，被鉴定为小麦-偃麦草的隐形异源渗入系，且染色体配对分析证实了它们的细胞学稳定性。通过接种鉴定，发现它们兼抗我国所有的条锈菌系和白粉菌系，包括目前流行菌系和强毒力菌系，如条中32、33、v26和E09、E20、E21、E26；⑵ 抗性遗传分析发现，它们对条锈病和白粉病的抗性均受1对核基因控制，并利用微卫星标记定位了5个抗白粉病新基因和4个抗条锈病新基因。其中定位在小麦2BL上的抗白粉病新基因PmCH86和定位在2AS上的抗条锈病新基因YrCH86已被国际小麦基因命名委员会正式定名为Pm51和Yr69；⑶ 通过比较基因组学分析，确立了Pm43 (2DL)、Pm51 (2BL)和Yr69 (2AS) 基因所在的小麦染色体区段与水稻和短柄草等模式作物基因组中对应区段的微共线性关系，并以模式作物对应区段内的注释基因序列或简单重复序列设计引物，开发了28对EST/EST-SSR多态性标记，建立了适合于该抗性基因分子标记辅助选择的技术和方法；⑷从六倍体小麦基因组数据库中分离了一个包含34个成员、共84条序列的生长素IAA转录因子家族，并对该家族的基因结构、分布位置、扩张模式和时空表达等方面进行了分析。由于水稻中OsIAA2 和 OsIAA6已被证实与抗病性相关，因此本研究分离的TaIAA为进一步解析小麦抗病性的分子机制提供了重要参考。项目执行期间，在TAG、Front Plant Sci、PLoS ONE、Int J Mol Sci、作物学报、核农学报等国际、国内学术期刊上发表论文21篇，其中，SCI收录5篇；获山西省自然科学一等奖1项；获发明专利2项，授权1项；培养博士生4名、毕业2名，硕士生9名、毕业5名。