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由小麦条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici)和白粉菌(Blumeria graminis f. sp. tritici)分别引起的小麦条锈病和白粉病是世界范围内影响小麦高产、稳产的重要病害,培育抗病品种是防治小麦病害最为经济、安全、有效的措施,而成株抗性基因的合理利用对培育持久抗性品种尤为重要。因此,研究小麦条锈病和白粉病成株抗性遗传,发掘成株抗性基因及其紧密连锁的分子标记,可大大加速持久抗性品种的培育进程。本研究对Strampelli/辉县红、平原50/铭贤169和百农64/京双16三个群体进行成株抗性QTL(quantitative trait loci)定位。用于QTL分析的SSR标记共计1724个。Strampelli/辉县红和平原50/铭贤169分别于2004-05、2005-06、2006-07及2007-08年度在北京、甘肃天水及四川成都进行条锈病成株抗性田间鉴定,小麦3叶期选用条锈菌生理小种CYR32进行人工接种,田间调查病害严重度1-3次,最终选用最大严重度(maximum disease severities,MDS)进行QTL分析;百农64/京双16用于白粉病成株抗性研究,田间试验于2005-06和2007-08年度分别在河南安阳和北京点进行,其中北京点选用白粉菌强毒性生理小种E20进行人工接种,安阳点为自然发病。3个群体的田间试验均采用完全随机区组设计,三次重复,单行区,行长1.5-2.0 m。利用复合区间或完备复合区间作图法进行QTL分析。主要结果如下:1.在含有252个F2衍生混合家系(以下统称F3家系)的Strampelli/辉县红群体中,MDS在5个环境下的相关系数为0.58-0.74(P<0.0001),广义遗传力为0.97。采用复合区间作图法共检测到3个条锈病成株抗性QTL,分别位于4BL、5BL和7DS,命名为QYr.caas-4BL、QYr.caas-5BL和QYr.caas-7DS,这3个QTL均由抗病亲本Strampelli所提供,其在单个环境下可解释总表现型变异的17.1-43.6%,其中位于7DS染色体上的QYr.caas-7DS在5个环境下均稳定存在,具有最大的遗传效应,可解释表现型变异的17.1-39.1%,经过测序进一步证实,该位点是Lr34/Yr18/Pm38基因。此外,利用完备复合区间作图法在该群体中检测到3对稳定的上位性QTL,可解释表现型变异的6.1-35.0%,首次肯定了QTL间上位性效应同样对条锈病成株抗性起着重要作用。与这3个QTL紧密连锁的分子标记Xgwm165和Xgwm149、Xwmc415和Xwmc537及csLV34距相应QTL峰值间的遗传距离分别为2.8-3.6 cM、2.5-4.3 cM和6.8-17.0 cM,因此,Xgwm165、Xwmc415和Xwmc537及csLV34可应用于条锈病成株抗性分子辅助育种。2.在含有137个双单倍体(doubled haploid, DH)系的平原50/铭贤169群体中,MDS在4个环境下的相关系数介于0.37-0.71(P<0.0001),广义遗传力为0.91。采用完备复合区间作图法同样检测到3个条锈病成株抗性QTL,位于2BS、5AL和6BS染色体上,分别命名为QYr.caas-2BS、QYr.caas-5AL和QYr.caas-6BS,这3个QTL均来源于抗病亲本平原50,单个QTL可解释表现型变异的4.5-19.9%,其中QYr.caas-5AL为新发现的条锈病成株抗性QTL,位于SSR标记Xwmc410和Xbarc261之间,与QTL峰值间遗传距离为0.6-6.8 cM,该QTL在4个环境下稳定存在,可解释表型变异的5.0-19.9%,此外,位于QYr.caas-6BS两侧的分子标记Xgwm361和Xbarc136,与该QTL峰值间遗传距离仅为0.2 cM。因此,SSR标记Xwmc410、Xbarc261、Xgwm361和Xbarc136可应用于条锈病持久抗性育种。3.在含有181个DH系的百农64/京双16群体中,MDS在3个环境下相关系数变化在0.61-0.76(P<0.0001);在北京点,MDS和病程曲线下面积(area under the disease progress curve,AUDPC)的相关系数为0.89(P<0.0001),MDS和AUDPC的广义遗传力分别为0.89和0.77;采用复合区间作图法,共检测到4个白粉病成株抗性QTL,分别位于1A、4DL、6BS和7A染色体上,命名为QPm.caas-1A、QPm.caas-4DL、QPm.caas-6BS和QPm.caas-7A,单个QTL可解释表型变异的6.3-22.7%,这4个QTL均由抗病亲本百农64所提供,其中QPm.caas-4DL、QPm.caas-6BS和QPm.caas-7A为新发现的3个白粉病成株抗性QTL,并且QPm.caas-4DL和QPm.caas-6BS稳定地存在于各个环境,分别解释表现型变异的15.2-22.7%和9.0-13.2%。与其紧密连锁的分子标记Xwmc331和Xbarc79距2个QTL最高峰的遗传距离分别为0.8-11.0 cM和0-11.9 cM。因此,这两个SSR标记可应用于小麦白粉病成株抗性分子辅助育种。4.将白粉病成株抗性小麦品种百农64与鲁麦21进行杂交,通过田间选择获得21个F6抗病家系。对这21个抗病家系进行白粉病成株抗性田间鉴定和QTL检测。结果显示,在这些家系中,BFB5、BFB9和BFB16分别聚合5个白粉病成株抗性QTL,11个家系含有4个白粉病成株抗性QTL,为小麦白粉病成株抗性品种选育提供了重要的材料和方法。本实验证实了利用连锁分子标记进行成株抗性QTL聚合的可行性及其有效性,并表明4-5个白粉病成株抗性QTL足以使得小麦在田间表达高水平抗性。依据上述结果,可将Strampelli、平原50和百农64分别与条锈病或白粉病易发区的主栽感病品种杂交,并用主栽感病品种回交1-2次,在回交后代结合农艺性状选择,并利用本研究检测到的紧密连锁分子标记进行条锈病或白粉病成株抗性基因聚合,可在最短时间内获得农艺性状优良并具有持久抗性的小麦新品种。