TAG|小麦条锈病抗病材料：小麦-长穗偃麦草4EL易位系的创制、鉴定以及利用

长穗偃麦草是小麦的野生近缘种，对条锈病、叶锈病、秆锈病、白粉病以及赤霉病都有很好的抗性。此外，长穗偃麦草的E基因组与普通小麦的A、B和D基因组关系密切，更加容易导入小麦中利用。四川农业大学康厚扬团队前期创制了小麦-长穗偃麦草的4E（4D）代换系（K16-730-3），经鉴定发现该代换系在全生育期对条锈病和白粉病具有抗性，并且该抗性来源是由4E染色体所赋予的（Development and identifcation of a novel wheat–Thinopyrum scirpeum4E (4D) chromosomal substitution line with stripe rust and powdery mildew resistance）。在此研究基础上，该团队在Theoretical and Applied Genetics上发表了题为Development, identifcation, and utilization of wheat–tetraploidThinopyrum elongatum4EL translocation lines resistant to stripe rust对该位点进行进一步研究，并且将其转入普通小麦中用于小麦育种。

1、易位系的创制和鉴定利用⁶⁰Co-γ射线照射4E(4D)代换系K16-730-3进行诱变后与川麦42(CM42)杂交得到M₁代，同时将未被照射的K16-730-3与Shumai482（SM482）杂交得到F₂群体。经过GISH和FISH鉴定，最终得到K23-163-5(T4DS·4EL，来自M₁群体)，K23-43-79-7(T5AL·4EL、T5AS·5DL，来自M₁群体)，K23-161-16(T3BL·4EL，来自F₂群体)的小麦-长穗偃麦草易位系以及K23-55-62-25(T5DS·4EL，来自M₁群体)的小麦-长穗偃麦草附加易位系。此外还有KW-2-3（T4ES·2AL）。

2、利用55KSNP芯片进行基因型检测分析易位系染色体结构对SNP的分布以及频率进行分析，发现T4DS·4EL（K23-163-5）和T3BL·4EL（K23-161-16）缺失4DL和3BS染色体，并且其断点位于4D(185.4–206.1Mb)和3B(344.2–348.2Mb)区域内。T5AL·4EL（K23-43-79-7）缺失5DS上的SNP，并且由于T5AS·5DL的存在，所以5A染色体上的SNP没有明显的缺失。结合GISH和FISH的结果，T4DS·4EL、T5AL·4EL、和T3BL·4EL正是4DS·4EL、5AL·4EL和3BL·4EL的易位系。

3、条锈病表型鉴定

各亲本以及易位系用CYR34在苗期进行鉴定，发现亲本（SM51、SM482、CM42）以及易位系T4ES·2AL表现感病，而K16-730-3和4EL易位系抗性较高。用混合菌在成株期进行鉴定，与苗期结果一样，亲本以及T4ES·2AL表现感病，而K16-730-3和4EL易位系表现抗病。推测该抗病位点来自4EL染色体，并且命名为Yr4EL。

4、易位系农艺性状鉴定为评估这些易位系在小麦育种中的应用潜力，对易位系进行农艺性状（分蘖数、株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重）测量。结果发现T4DS·4EL的农艺性状优于其他易位系，分蘖数以及穗粒数甚至还优于亲本；千粒重优于SM482，与SM51、CM42和K16-730-3无差异；株高与CM42相似。因此，易位系T4DS·4EL可能是改善小麦农艺性状和提高小麦抗条锈病能力的可用的遗传资源。

5、开发特异性分子标记以及Yr4EL的应用为有效转移和检测4E染色体，开发了特异性SSR标记。对各亲本、易位系以及CS进行检测，只有48对SSR标记对4E染色体产生特异性片段，但是其中有16对是针对4ES的，32对是针对4EL的，因此这32对可用于MAS育种。4DS·4EL的纯合系以及杂合系与SM482、SM969以及CM412分别杂交，用4EL特异性SSR标记TTE4E-3552以及田间的表型选择，选择出具有条锈病抗性且农艺性状好的家系用于育种。

总结：本研究创制了4个含有4EL染色体的易位系，全生育期都对条锈病表现高度抗性，推测在4EL上有抗病位点，命名为Yr4EL。其中T4DS·4EL的农艺性状也优于其它易位系甚至亲本，并且针对4EL染色体开发了特异性SSR标记用于MAS，找到了既具有条锈病抗性又具有优秀农艺性状的家系作为育种材料使用。