偃麦草抗小麦白粉病基因的鉴定及其利用效应研究

在前期研究工作中，从中间偃麦草和长穗偃麦草与小麦杂种后代选育出对小麦白粉病免疫的双体异附加系和双体异代换系，初步明确其抗病基因不同于已知的白粉病抗性基因。本研究以上述小麦－偃麦草异染色体系的辐射及其与ph基因突变体和携带杀配子染色体的农林26号杂交后代为材料，采用抗性鉴定与染色体原位杂交相结合的方法，进行抗小麦白粉病小片段易位系的筛选；对分别从小麦与中间偃麦草和长穗偃麦草杂交后代中选育的抗白粉病种质材料进行抗性鉴别，明确其抗性基因的异同；利用缺四体与分子标记分析相结合的方法，对抗白粉病基因进行染色体定位和分子标记分析；利用获得的抗白粉病种质材料与不同基因型小麦品种杂交，分析其遗传特点，评价其利用效应。研究结果可丰富小麦白粉病抗性遗传改良的基因资源，为小麦育种提供新的可供利用的抗白粉病种质材料。

中间偃麦草和长穗偃麦草是小麦的近缘野生物种，含有抗小麦白粉病等多种主要病害的优良基因，在小麦抗性遗传改良中具有重要利用价值。长期以来，本实验室利用中间偃麦草和长穗偃麦草与小麦杂交，选育出一批抗白粉病种质材料。本研究综合利用形态学、细胞学、分子细胞遗传学和分子生物学等方法对抗白粉病种质材料进行了鉴定，对其与小麦杂交的利用效应进行了评价。结果表明：在396份材料中筛选出47份材料对白粉病具有不同程度的抗性，其中18份材料对E09、E15、E20和E23 4个白粉病优势菌种达到高抗至免疫水平；对2个抗病种质系进行抗病基因推导结果表明，它们的抗谱反应与已知的抗性基因不完全一致，推测其携带的白粉病抗性基因可能与已知的抗性基因不同；在18个抗白粉病种质系中，9个来自于长穗偃麦草与小麦的杂种后代，其中1个为双体异附加系，7个为双体异代换系，1个为易位系；9个种质系来自于中间偃麦草与小麦的杂种后代，其中2个为双体异附加系，3个为易位系，3个为八倍体，1个为小片段渐渗系；利用2100对小麦基因组SSR标记筛选出12个种质系的特异分子标记，可用于追踪偃麦草的遗传物质；利用低剂量60Co–γ射线辐射处理花粉、杀配子基因诱导、5B缺失系诱导和组织培养诱导，均能有效诱导小偃麦双体异附加系的染色体结构变异；利用抗白粉病小偃麦种质系与感病小麦品种杂交，F1高抗白粉病，F2抗感分离符合1对显性主效基因的分离特征，初步将来自长穗偃麦草的1个抗白粉病基因定位在2E染色体上；多数抗白粉病小偃麦种质系综合农艺性状较好，对其与小麦杂种后代没有明显的不良影响，在其杂种后代可选育出高抗白粉病且农艺性状优良的重组体；抗白粉病小偃麦种质系在小麦白粉病抗性遗传改良中具有重要利用价值。