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小麦白粉病(Blumeria graminisf.sp.triici)是危害小麦生产的主要病害之一,培育抗病品种是最为经济环保且有效的措施。挖掘新的抗白粉病基因,并建立与之紧密连锁的分子标记,有助于将多个抗病基因进行聚合,实现小麦品种抗病的广谱性与持久性。野生二粒小麦和中国小麦地方品种蕴含丰富的抗白粉病基因,是小麦遗传改良的重要资源。本研究拟利用小麦、二穗短柄草、水稻和高粱的共线性关系,通过比较基因组学方法开发与小麦抗白粉病基因Pm41紧密连锁的分子标记,构建Pm41高密度遗传连锁图谱并对Pm41所在基因组区域和中国春3B染色体、二穗短柄草、水稻和高粱同源区域进行比较分析。利用比较基因组学、集群分离分析法(BSA)和RNA测序(BSR-Seq)、粗山羊草物理图谱和序列信息、单倍型分析,对小麦地方品种葫芦头中的抗白粉病基因MlHLT进行精细定位和物理图谱构建。具体研究结果如下:1.通过对抗白粉病基因Pm41所在基因组区域与二穗短柄草2号染色体、水稻1号染色体和高粱3号染色体同源区间进行共线性比较分析,利用小麦EST序列,中国春454测序contig序列和国际小麦测序协作组织释放的中国春探查(survey)序列,开发了 19个与Pm41连锁的分子标记,将Pm41定位于3BL染色体标记XWGGC1505和XWGGC1507之间0.6 cM的遗传区间,并找到与Pm41共分离的分子标记XWGGC1506,该区间对应二穗短柄草11.7 kb的基因组区域(Bradi2g60650-Bradi2g60670),水稻 19.2 kb 的基因组区域(Os01g72090-Os01g72120)和高粱24.9kb的基因组区域(Sb03g045760-Sb03g045780)。Pm41所在基因组区域与中国春3B染色体、二穗短柄草、水稻和高粱同源区间比较基因组学分析表明小麦与二穗短柄草亲缘关系较近。2.中国小麦地方品种葫芦头高抗小麦白粉病,遗传分析表明葫芦头的白粉病抗性由1个显性单基因控制,暂时命名为MlHLT。利用小麦EST序列,中国春454测序contig序列,国际小麦测序协作组织释放的中国春探查(survey)序列,粗山羊草基因组草图序列和SNP标记延伸序列,开发了 3对与MlHLT连锁的分子标记,Xwggc33、Xwggc3026和Xwggc3148,将MlHLT定位于1DS染色体上标记Xwggc3026和Xwggc3148之间3.6 cM的遗传区间,该区间对应粗山羊草1DS染色体13.4 Mb的基因组区域(AT1D0107-AT1D0135),二穗短柄草369.8 kb的基因组区域(Bradi2g37770-Bradi2g38130),水稻 380.81 kb的基因组区域(Os05g02990-Os05g03530)和高粱298.4 kb 的基因组区域(Sb09g002040-Sb09g002270)。3.分子标记Xwggc3026和Xwggc3148可分别锚定于粗山羊草物理图谱上BAC跨叠群(contig)ctg220 和 ctg1065,该区间包含 ctg220、ctg4623、ctg1063、ctg5929、ctg3163、ctg699 和 ctg1065七个contig。将这7个contig上的MTP BAC混池测序,以这些序列为模板开发了 5个与MMlHLT连锁的分子标记,Xwggc10233、Xwggc9952、Xwggc10410、Xwggc1056 和Xwggc9819。同时利用集群分离分析法(BSA)结合RNA测序(BSR-Seq)的方法找到2个位于MlHLT候选区间的SNP标记,并将其转化为dCAPS标记,Xwggc10531和Xwggc10532。这7个标记将MlHLT界定于Xwggc9952和Xwggc9819之间0.232 cM遗传区间,其中Xwggc10531、Xwggc10532、Xwggc10410和Xwggc10576与MlHLT共分离。4.选取27份感病粗山羊草材料和92份感病普通小麦核心种质资源,对抗白粉病基因MlHLT候选区间进行单倍型分析,结合遗传连锁分析结果,将抗白粉病基因MlHLT定位于标记Xwggc9952和Xwggc10532之间532.6 kb的物理区间,基因注释结果表明该区间含有一个具有CC-NBS-LRR结构域的基因,可作为MlHLT的候选基因。