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普通小麦(Triticum aestivum L.,2n=6x=42,AABBDD)遗传基础狭窄限制了其产量的提高和品质的改良。冰草(Agropyron cristatum.,2n=4x=28,PPPP)6P染色体携带有多花多粒产量相关性状,以及抗叶锈、白粉等抗病基因,将其导入普通小麦是增加小麦遗传多样性、增强小麦抗病性、提高小麦产量的有效途径。本研究以小麦-冰草6P二体异附加系4844-12为基础材料,通过γ射线辐照的方法,利用分子细胞遗传学技术,创制冰草6P染色体缺失系和小麦-冰草6P异源易位系。1、一种高效诱导小麦-冰草6P异源易位方法:通过选择合适的诱变参数(辐照剂量为20 Gy,剂量率为0.5 Gy/min),对处于开花期的小麦-冰草6P二体异附加系4844-12植株进行辐照,对获得的诱变后代进行基因组原位杂交检测(GISH),从中筛选小麦-冰草6P易位系,易位频率超过10%。2、冰草6P染色体分子标记图谱构建:利用高效诱导小麦-冰草异源易位方法,获得了一系列冰草6P染色体缺失系和小麦-冰草6P易位系,在此基础上,构建了冰草6P染色体分子标记图谱。本研究将255个6P特异STS标记定位到31个染色体区段上:119个STS标记将6P短臂划分为14个区段,136个STS标记将6P长臂划分为17个区段。同时,将13个6P特异SLAF标记定位到相应染色体区段上,其中3个SLAF标记被定位到6P短臂,10个SLAF标记位于6P长臂。3、冰草6P染色体缺失系的获得与分类:利用杀配子染色体和辐照诱导的方法,获得31个冰草6P染色体缺失系。通过GISH与分子标记图谱检测方法,根据携带6P遗传成分的异同,将31个缺失株系划分为18个类型:8个长臂缺失系(短臂端体)、5个长臂末端缺失系(含6P短臂)、1个长臂臂间缺失系(含6P短臂)、3个长臂末端缺失系(不含6P短臂)、2个长臂臂间缺失系(不含6P短臂);6个短臂缺失系(长臂端体)、5个短臂末端缺失系(含6P长臂)和1个短臂末端缺失系(不含6P长臂)。目前,已获得自交F7、M7和M3代自交世代、BC3F1回交世代及BC2F2回交自交世代种子。4、小麦-冰草6P异源易位系的分子细胞学检测:通过高效诱导方法,本研究获得一系列小麦-冰草6P易位系,通过多代回交与检测,目前得到66个小麦-冰草6P易位系,最高回交世代为BC3F1代,回交自交BC2F2代。对其中31个易位株系进行了FISH与分子标记检测:共涉及小麦6个部分同源群的12条染色体与冰草6P染色体发生重组:17、5和9个株系与小麦A、B和D组染色体发生易位,参与易位的小麦染色体有1A、4A、5A、6A、7A、1B、5B、7B、1D、3D、5D和6D。31个易位株系携带6P染色体不同/重叠区段,覆盖整条6P染色体:15个易位株系携带6P短臂或部分短臂区段,9个株系携带6P长臂或部分长臂区段,7个易位株系同时携带6P短臂和长臂部分区段。并且,对7个整臂易位系和1个着丝粒融合小片段易位系进行了着丝粒鉴定:4个整臂株系携带冰草着丝粒,3个整臂易位株系携带小麦着丝粒,1个着丝粒融合小片段易位系同时携带冰草和小麦着丝粒,为双着丝粒易位。5、冰草6P染色体缺失系和小麦-冰草6P易位系农艺性状初步分析:通过对6P染色体缺失系多代穗部性状调查,长臂端体结实要好于短臂端体,推测6P染色体长臂携带有控制多粒性状的主效位点;31个小麦-冰草6P易位系中4个易位株系表现高穗粒数、1个易位株系表现高千粒重、3个易位株系同时表现高穗粒数和高千粒重性状。除产量相关性状外,利用冰草6P染色体缺失系,将6P来源的抗叶锈病基因定位到短臂末端区6PS-0.81-1.00。15个携带该区段的小麦-冰草6P易位系对叶锈病表现为抗病。本研究建立了一种高效诱导小麦-冰草6P异源易位方法,为小麦与其他近缘植株基因组间异源易位系的创制提供借鉴;构建了冰草6P染色体分子标记图谱,为小麦背景下6P特定染色质区段的快速追踪与检测提供分子标记;获得的冰草6P染色体缺失系,为6P优异基因的染色体区段定位及结构与功能分析提供遗传材料;创制了不同类型的小麦-冰草6P易位系,为有效利用6P优异基因提供了广泛的遗传基础。