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中间偃麦草(Thinopyrum intermedium,2n=6x=42,JJJSJSStSt)是小麦的近缘物种之一,具有抗小麦条锈病、叶锈病、秆锈病、白粉病、赤霉病等抗性,并具有耐盐、耐寒、耐旱等抗胁迫特性,有着丰富的遗传多样性。茸毛偃麦草(Th.intermedium ssp.trichophorum,2n=6x=42,JJJSJSStSt)属于中间偃麦草的亚种,在形态上,其穗部和叶片上被有茸毛。它与中间偃麦草一样具有良好的抗病性和抗逆性,是通过杂交改良小麦的优异资源库。由本实验室选育的小麦-茸毛偃麦草部分双二倍体材料TE-3,具有对小麦条锈病、叶锈病、白粉病等的优异抗性。本研究供试材料为小麦-茸毛偃麦草1St(1D)代换系AS1677(2n=42,1St#2(1D)),源自于TE-3和普通小麦ML-13的杂交后代,具有优异的小麦条锈病抗性和偃麦草特异的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS);小麦-茸毛偃麦草多重代换系X479(2n=42,1St(1D),4St-4JS(4B))源自于普通小麦MY26和TE-3的杂交,对条锈病具有优良抗性。本研究工作主要内容为:(1)通过非变性荧光原位杂交(ND-FISH)和分子标记方法,对AS1677辐射后代以及X479杂交后代进行细胞学和分子生物学的鉴定,检测茸毛偃麦草染色体或染色体片段的导入、易位及传递情况;(2)结合ND-FISH、分子标记、抗性鉴定、醇溶蛋白检测及农艺性状观察,评估对这些后代材料在改良小麦中的应用价值;(3)对4St-4JS中白粉病抗性基因进行了初步定为,并比较了 AS1677和X479中的1St染色体的遗传差异,主要结果如下:1、通过顺序多色荧光原位杂交(mc-FISH),对AS1677辐射后代中两个重组系A425和A439进行了细胞学鉴定,并利用分子标记进行佐证,明确了两个重组系中的易位染色体特征。其中,A425中包含的易位为:3BS-1StL.3BL、1StS·2AS、3BS·2AL、3AS·6BL、6BS·3AL;A439 中包含的易位为:3BS-1StL·3BL、1StS·2AS、3BS.2AL、7DS.7DL-1BL、1BS·1BL-7DL。2、通过顺序多色荧光原位杂交(mc-FISH)对X479与MY11杂交F2、F3代群体进行细胞学鉴定,统计了 X479中外源染色体1St及4St-4JS的易位发生情况及传递规律。结果表明,在X479与MY11杂交F2、F3代中,发现大量的染色体易位,包括发生在小麦与1St、4St-4JS间的易位、1St与St-4JS间的易位、以及1St、St-4JS各自的等臂易位。通过在F2代的248个样本中统计外源传递及易位发生频率,1St和4St-4JS传递频率分别为168次和136次,1St传递率明显较高;而在易位频率分别为17.26%和16.91%,两者基本相同。3、通过顺序多色荧光原位杂交(mc-FISH)、分子标记、田间条锈病抗性观察与室内白粉病抗性鉴定,对X479与MY11杂交F2、F3代群体进行了条锈病及白粉病的筛查,及抗病性与外源染色体的关联分析。从X479与MY11杂交的F2代植株在田间对条锈病抗性表现,发现在1St和或4St-4JS染色体上均具有条锈病基因。在室内对F2及F3代植株进行白粉病调查得出,X479具有白粉病抗性,抗性来自于4St-4JS染色体。根据易位系植株进一步的抗性检测,该抗性基因位于4JS长臂。4、利用PLUG和IT分子标记,通过材料AS1677以及X479筛选出55个可用以鉴定1St染色体区段的分子标记。同时,其中12个标记在两个材料中也表现出多态性,特别是位于第1同源群长臂末端的5个密集连续分子标记表现出多态性,表明了 1St在传递过程中发生了一些结构变异。