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赤霉病( Fusarium head blight, FHB )主要由禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum Schw.)引起,是一种非常具有破坏力的病害,赤霉病不但能显著降低作物的产量并能影响作物的品质。尤其是在温暖潮湿的地域,它具有很强的破坏性,能引起未成熟的植株死亡和小穗的枯萎。尽管现在已有的耕作措施和杀菌剂能够在一定程度上减小赤霉病的危害,但是它们不能完全控制病害的蔓延。种植抗病品种对于控制赤霉病来说是最经济有效的措施,并且对环境没有影响。到目前为止,许多赤霉病抗性QTL在小麦中已经被发现,但是大多数都来自于中国品种,只有一小部分来自欧洲和美洲。所以,在本研究中我们主要想从美国本土的抗性资源中鉴定出一些赤霉病抗性QTL,并想找到一些赤霉病抗性相关蛋白,从而来促进小麦抗赤霉病育种工作的发展。第二种赤霉病抗性的数量遗传位点(Quantitative trait loci,QTL)已经在许多中国以及其他品种中被鉴定出来,但是到目前为止,在美国硬冬小麦(Hard winter wheat,HWW)中却还没有报道。‘Heyne’是堪萨斯州的一个硬冬小麦品种并对赤霉病有中等抗性。在本研究中,由‘Trego/Heyne’得来的重组自交系在两季大田及三季温室实验中被用来测定对赤霉病的抗性,接种18天后调查被感染小穗率(Percentage of symptomatic spikelets, PSS)。共计209个多态性简单重复序列(Simple sequence repeats,SSR)用来筛选整个群体,并在染色体3AS、4DL和4AL上发现三个与赤霉病抗性相关的QTL存在。染色体3AS上的QTL位于标记Xbarc86和Xwmc428之间,并能解释17.9%的表型变异。第二个QTL位于染色体4DL上,这个QTL位于标记Xwmc331和Xwmc720之间,并能解释13.8%到23.4%的表型变异。最后一个QTL位于染色体4AL的Xwmc219和Xbarc78之间,最高可解释18.1%的表型变异。这三个QTL都来自抗性亲本‘Heyne’,并命名为Qfhb.hwwgru-3AS、Qfhb.hwwgru-4DL和Qfhb.hwwgru-4AL。这些赤霉病抗性QTL可以用来与中国品种中鉴定出来的QTL相结合以培育出更加稳定的抗赤霉病小麦品种。蛋白质代谢在植物遭到真菌侵染时起到了重要的作用。在本研究中使用两个近等基因系(Near isogenic lines,NILs),赤霉病抗病系NIL75和赤霉病感病系NIL78来分离鉴定赤霉病抗病响应以及赤霉病抗病相关蛋白。当麦穗被注射镰孢菌菌液或者绿豆培养基后,使用塑料袋包裹麦穗以保持湿度,并在接种三天后收集小麦麦穗。蛋白质提取后使用双向聚丙烯酰胺凝胶电泳(Two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis,2-DE)进行分离,共计34个差异表达蛋白质点经过液相质谱分析。我们比较了抗病系接种后与接种前以及抗病系接种后与感病系接种后的蛋白质表达谱,大多数差异蛋白与抗氧化和光合作用相关。