冰草属植物是小麦的野生近缘种之一,主要分布在瘠薄寒冷的生境中,具有抗病、耐逆、多花多实等特性,可供小麦遗传改良利用。前期研究表明附加冰草7P染色体可以提高小麦千粒重、增强抗旱能力等。为了深入利用冰草7P染色体携带的高千粒重等优异基因、创制小麦新种质,本研究以小麦-冰草7P附加系和辐照诱导获得的易位系为研究材料,开展了小麦-冰草7P附加系间的表型和遗传差异研究、7P易位系的筛选鉴定、7P染色体精细区段图谱构建以及高千粒重性状的区段定位。1.根据表型和基因型数据完成4份小麦-冰草7P附加系的分类。利用冰草特异STS分子标记、细胞遗传学方法以及小麦660 K SNP基因芯片技术对小麦-冰草7P附加系进行鉴定与分析,明确了4份7P附加系材料的染色体组成特点,并通过聚类分析以及田间性状比较,将7P附加系分为2组,一组为II-5-1和5038,另一组为5043和7-7,揭示了异花授粉植物冰草中同源染色体的多样性。该结果表明对于多倍体野生供体种的远缘杂交利用,应通过多个附加系后代的保存来保证野生种的遗传完整性。2.小麦-冰草7P附加系辐照后代中易位系的鉴定。利用冰草特异分子标记并结合细胞遗传学的方法对7P附加系辐照后代进行鉴定,从小麦-冰草7P附加系II-5-1的辐照后代中共鉴定出27个含有冰草7P染色体片段的株系,包含1个缺失系、18个易位系和8个含有2条染色体片段的复杂易位材料。3.构建冰草7P染色体精细区段图谱。通过对小麦-冰草7P附加系II-5-1进行STS特异标记的筛选,共获得102个7P染色体STS特异标记,结合前期研究中得到的55对特异标记以及17个易位系和缺失系,对冰草7P染色体区段进行重新划分。加密的7P染色体区段图谱含有157个冰草STS特异标记,包含40个区段,其中长臂19个,短臂21个。4.将冰草7P染色体携带的高千粒重基因定位于7PS-1区段内。结合构建的精细染色体区段图谱,我们对含有短臂S1-S3区段的易位系和缺失系进行了多世代分离群体种植和性状考察,通过考种数据分析,最终将高千粒重基因精细定位在7PS-1的区段内。5.证实7-20是一个T7PL.7AL自发整臂易位系。从小麦-冰草衍生系II-23中鉴定得到一株自发整臂易位,经GISH技术鉴定,7-20属于小麦和冰草染色体间的整臂易位,利用冰草特异分子标记和ND-FISH技术进一步鉴定表明该易位系为T7PL.7AL整臂易位。通过对田间不同世代分离群体进行性状考察发现,该易位系具有降低株高的效应,但同时出现穗粒数下降的现象。本研究揭示在小麦-冰草衍生系后代中会出现外源染色体与小麦同源染色体间的染色体断裂-融合现象,为今后利用小麦-冰草远缘杂交材料创制出具有补偿性好的自发易位材料提供了理论依据。