小麦（Triticum aestivum L.）是中国重要粮食作物之一。小麦条锈病（Puccinia striiformis f.sp tritici Erikss）在世界各地的小麦种植区均有发生。由条锈病导致的病害管理负担加大和小麦减产对经济发展造成了巨大的损失。小麦条锈病作为破环性极大的病害之一,几乎在所有中国冬小麦产区都有周期性发生。化学药品虽可用于防治条锈病,但化学药品的使用会大幅增加小麦生产成本,污染生态环境。因此,种植抗病品种是防治小麦条锈病最经济、最环保、最有效的措施。陕西省作为中国小麦条锈流行区的越冬区和桥梁区,在防控小麦条锈病流行中具有重要的作用。为了了解陕西省的抗条锈病性遗传组成,本研究选择了其中一部分成株期条锈病抗性好以及农艺性状表现良好的小麦品种（系）,对其进行了抗病遗传解析。除此之外,还开展了小麦条锈病抗源兴资9104中2BL染色体上QYrxz.nwafu-2BL（Yr XZ9104）基因的精细定位工作。主要研究结果如下:1.为了揭示陕西小麦品种陕农33对条锈病的遗传抗性,利用条锈菌的两个分离菌株（PST-Lab.1和PST-Lab.2）对161个重组自交系（RILs）进行了苗期和田间接种鉴定,结合小麦55K（SNP）芯片对RILs及其亲本进行基因分型。结果表明,在1DS、2AS和3DS染色体上定位了3个与苗期抗性有关的位点,并在1BL、2AS、3DL和6BS上检测到了4个稳定的成株期抗性QTL（Quantitative trait loci）。其中,2AS上的抗性位点来源于外源易位片段2NS上的抗性基因Yr17。1BL和6BS上的QTL可能分别对应已知抗病基因Yr29和Yr78。3DL上的QTL解释了5.8-12.2%的表型变异,可能是新定位到的抗病位点。利用2NS片段（Yr17）、Yr29、Yr78和QYrsn.nwafu-3DS的分子标记对420份中国小麦品种（系）的检测结果表明,这些基因所占比例分别为11.4%、7.6%、14.8%和7.4%。而且这些基因之间存在加性效应,这表明它们应用在抗条锈病育种中。此外,我们还鉴定到两个由于互作导致小麦叶片黄化/坏死的基因Ne1和Ne2。2.为了对陕西小麦品种西农3517条锈病抗性进行遗传解析,利用Geno Baits小麦16K芯片对RILs及其亲本进行基因分型,结合多年多点的田间鉴定,分别在1BL、2AL和6BS上定位到了4个稳定的成株期抗性QTL,并在2BL上定位到了一个全生育期抗性QTL。其中1BL上的QTL为主效抗病位点,其它三个QTL具有中等抗病效应。经过等位性测验证明1BL上的QTL很可能是Yr29。2AL上的QTL与中麦892和秦农142中2AL上的QTL位于同一区间,应该是一个位点。2BL上的全生育期抗病QTL对V26小种具有抗性,很可能是一个新的抗病位点。6BS上的QTL被证明是Yr78。最后,利用抗性位点的连锁SNP标记,开发成高通量标记,有助于分子标记辅助选择技术在小麦育种中应用。3.为了丰富抗性育种基因库,以中国本土小麦品种明贤169和CIMMTY衍生小麦品系P9936为杂交组合构建了186份重组自交系的双亲群体。利用小麦55K芯片对每个重组自交系和亲本进行基因分型,构建了一个包含8225个SNP多态性标记、总长3593.37c M的遗传连锁图谱,定位出2个主效QTL和2个微效QTL;其中位于3BS、7BL上的主效QTLQYr.nwafu-3BS.2和QYr.nwafu-7BL在所有田间环境中均能够被检测到,分别解释了20.4%和38.9%的条锈病表型变异。QYr.nwafu-3BS.2可能与Yr30/Sr2相同,而QYr.nwafu-7BL可能是在CIMMYT种质中已被发现的一个抗性位点。虽然微效QTL对于植株抗病效果不明显,但是当与其它QTL聚合后也可以增加抗性水平。除此之外,进一步开发了与QYr.nwafu-7BL紧密连锁的分子标记,可用于分子辅助选择育种。4.在本实验室前期研究的基础上,为了精细定位主效基因Yr XZ9104,利用90K SNP芯片数据,开发了3个（XZ2B.k3、XZ2B.k7和XZ2B.k8）与该位点紧密连锁且间隔约为12c M的竞争性等位基因特异性PCR标记（Kompetitive Allele Specific PCR,KASP）。利用前期Avocet S和兴资9104为亲本构建的群体,结合表型和基因型,选取包含Yr XZ9104的抗病RILs（RIL32、RIL59、RIL66）分别与感病RILs（RIL43、44、53）杂交,构建了5800个大F2群体。利用3个KASP标记,筛选出535个F2基因型发生交换的单株。将这535个交换单株,通过严格自交得到535个F5家系,并进行条锈病表型鉴定。结合90K和660K芯片的整合图谱,利用亲本和抗感池差异SNP在目标区间内新设计7对引物,在535个F5重组单株家系的群体中,筛选出在目标区间杂合的25个剩余杂合体,并选取其中的两个构建了HIF群体,即RIL182和RIL476。综上所述,本研究通过温室及田间多年鉴定,发现陕西小麦品种陕农33、西农3517、CIMMYT小麦材料P9936和贵州小麦品系兴资9104具有典型的成株期抗性;除此之外,陕农33和西农3517还表现出全生育期抗性。利用16K、55K或90K芯片,对Avocet S/陕农33、Avocet S/西农3517、Avocet S/兴资9104和明贤169/P9936群体进行全基因组扫描,筛选出与抗病相关的SNP用于基因分型,并采用完备区间作图法成功的定位了与条锈病抗性有关的主效QTL:QYrsn.nwafu-2AS、QYrxn.nwafu-1BL、Yr XZ9104、QYr.nwafu-3BS.2和QYr.nwafu-7BL;中等抗性QTL:QYrsn.nwafu-1BL、QYrsn.nwafu-3DS、QYrsn.nwafu-6BS、QYrxn.nwafu-2AL、QYrxn.nwafu-2BL、QYrxn.nwafu-6BS。通过等位性测验、系谱追踪以及对比分析结果表明,1BL上的QTL可能与Yr29有关,2AS上是Yr17,3BS上的QTL可能与Yr30有关,6BS可能与Yr78有关,7BL上的位点也与已知位点一致,而且这些位点很可能都来自于CIMMYT;2AL上的QTL与中麦892和秦农142中2AL上的QTL位于同一区间,说明该位点在我们国家早已被应用;2BL和3DS上的QTL可能是新的抗病位点,需要进一步分析研究。通过单倍型分析结果表明,Yr17、Yr29和Yr78在陕西小麦材料中都有广泛存在。除此之外,我们选择对兴资9104中定位到的主效抗病基因进行了精细定位的研究,这也为后续该基因克隆和成株期抗病机制的解析奠定了基础。