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小麦(Triticum aestivum L.)是我国主要粮食作物,在农业生产中占据重要地位。随着育种工作的不断推进,使得现代小麦育成品种的遗传多样性降低,优异基因大量丧失,导致其遗传基础渐变狭窄,因此挖掘新的遗传资源成为我们研究工作的重点。小麦地方品种中蕴含着大量的抗病虫、抗逆基因,且遗传变异丰富、亲和性良好,是现代栽培小麦品种改良的重要基因资源。小麦条锈病(stripe rust or yellow rust)是由小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritic)引起的小麦气传性真菌病害,不仅危害小麦产量,还破坏小麦的品质,严重影响了小麦的生产。本研究以188份长江中下游麦区小麦地方品种为材料,通过在四个不同环境(两年两点)下,对其进行了条锈病成株期抗性鉴定和评价,以期获得成株期条锈病抗性稳定表达的优异种质资源;利用SSR标记和高通量DArT-seq芯片技术对供试材料进行全基因组扫描,解析长江中下游麦区小麦地方品种的遗传多样性、亲缘关系、群体结构,并基于连锁不平衡理论进行条锈病抗性全基因组关联分析;同时,对条锈病诱导环境下长江中下游麦区小麦地方品种产量相关性状关联位点进行了解析。取得主要研究结果如下:1.在四个不同环境中(2015年崇州、2015年绵阳、2016年崇州和2016年绵阳)对188份长江中下游麦区地方品种进行成株期抗性表型鉴定,获得50份抗性稳定表达地方小麦种质;结合苗期条锈病抗性分发现,红芒糙(AS661750)表现为条锈病全生育期抗性。2.利用135个在小麦染色体上均匀分布的多态性SSR标记对长江中下游麦区小麦地方品种进行分子扫描,共扩增出961个等位变异,等位变异范围为2~17个,平均每个多态性引物可扩增出7.1个等位变异。遗传多样性分析表明:在全基因组水平上,SSR位点基因多态性指数(Gene Diversity)和多态性信息含量(PIC)较高,分别为0.2732和0.2289,表明长江中下游麦区小麦地方品种具有较高的遗传多样性;基因组间遗传多样性分析发现,其基因多态性指数和多态性信息含量(PIC)均表现为A基因组最高(0.2857和0.2369),D基因组次之(0.2736和0.2305),B基因组最低(0.2601和0.2194);染色体遗传多样性分析发现,1A染色体上基因多态性指数和多态性信息含量均最高(0.3496和0.2784),5A染色体上最低(0.2438和0.2076)。通过SSR标记基因型对群体结构进行分析,将长江中下游小麦地方品种划分为三个亚群。3.利用DArT-seq芯片对长江中下游小麦地方品种进行全基因组分析,共获得7099个有效标记。遗传多样性分析表明:在全基因组水平上,DArT位点基因多态性指数和多态性信息含量较高,分别为0.3150和0.2570;在基因组水平上,基因多态性指数A基因组最高(0.3158),D基因组最低(0.3147),多态性信息含量B基因组最高(0.2573),D基因组最低(0.2560);而染色体水平上基因多态性指数和多态性信息含量则表现为2A染色体遗传多样性最高(0.3574和0.2847),2D染色体遗传多样性最低(0.2867和0.2356)。通过DArT-seq基因型对群体结构进行分析,将长江中下游小麦地方品种划分为三个亚群。第一亚群(GP1),主要来自于江苏省、浙江省、湖北省;第二亚群(GP2),主要来自于湖北省;第三亚群(GP3),主要来自于湖北省、江苏省。4.基于SSR标记对长江中下游麦区小麦地方品种进行条锈病抗性关联分析,共检测到13个位点与条锈病抗性相关联。其中5个与苗期条锈病抗性显著关联,分别位于2B、4B、5A、6B和7D染色体上;8个与成株期抗病性状显著关联,分别位于1B、3B、4A、4D、5B和6B染色体上。结合已构建的小麦条锈病抗性基因一致性图谱分析发现,控制长江中下游小麦地方品种条锈病抗性的SSR标记Xwmc94-7D、Xcfd4-3B、Xgdm125-4D和Xgwm499-5B可能是与条锈病关联的新位点。利用Breseghello提出的无效等位变异(null allele)方法,进一步对与条锈病抗性显著关联SSR标记进行优异等位变异分析,发现等位变异位点Xgwm499-A4是控制小麦条锈病病程曲线下面积、病情指数和严重度的优异等位变异位点;而Xgdm125-A3为控制小麦条锈病反应型的优异等位变异位点。5.利用DArT标记获得的基因型数据,对长江中下游麦区小麦地方品种进行条锈病抗性全基因组关联分析。共检测到18个与条锈病抗性显著关联位点。其中:14个与苗期反应型显著相关,分别位于1A、1B、2B、3A、3B、4A、5A、5B、6A和7D;4个与成株期条锈病抗性显著相关,分别位于1B、2B和3B。基于DArT 3.0标记遗传图谱(Diversity Arrays Technology,http://www.diversityarrays.com/),并结合已构建的小麦条锈病抗性基因一致性图谱,发现QITsicau-3A.2、QITsicau-4A.1、QITsicau-5A、QITsicau-5B和QITsicau-7D可能为条锈病抗性新位点。6.对条锈病人工接种诱导胁迫多环境下长江中下游麦区小麦地方品种产量性状进行关联分析,共检测到29个SSR标记与产量相关性状关联。其中:6个与总分蘖关联,3个与有效分蘖关联,2个与穗长关联,3个与小穗数关联,11个与小穗粒数关联,5个与穗粒数关联,4个与穗粒重关联,2个与千粒重关联。进一步分析发现,Xpsp3000-1B、Xbarc232-1D、Xcfd2-2D、Xbarc148-1D、Xbarc151-5A、Xcfd49-6D和Xgwm518-6B具有一因多效遗传效应,同时与多个产量相关性状显著关联。DArT-seq芯片技术检测到29个位点与产量性状关联,其中:9个与总分蘖关联、11个与有效分蘖关联、4个与小穗粒数关联、4个与穗长关联、1个与千粒重关联。进一步研究发现,10个DArT标记同时与总分蘖和有效分蘖关联,这些位点可能同时控制总分蘖和有效分蘖。进一步分析发现9个SSR位点和13个DArT位点与条锈病抗性具有遗传牵连效应。