小麦条锈病（Stripe rust or Yellow rust）是由条锈病菌（Puccinia striiformis f.sp.tritici，Pst）引起的一种流行性真菌病害。特别是在气候温和湿润的环境下易于发病和传播。发病后会导致叶片失绿，影响小麦的生长发育，严重威胁小麦产量。四川省是条锈病生理小种的重要越冬区，如果在成都平原不能很好地控制住条锈病情，将直接影响长江中下游的小麦生产。遗传控制条锈病是小麦育种的重要目标，依赖于分子标记辅助选择的基因聚合被认为是一种有效途径。目前，已有许多Yr基因被报道，但是这些基因的分子标记是否适合于辅助选择，这些基因在育种材料中的分布如何，以及应对当前环境下的生理小种这些基因对条锈病抗性的贡献有多少等并不明确。此外，抗条锈病基因资源的发掘与利用是抗性育种的基础和前提，新的Yr基因或数量性状位点（Quantitative trait loci，QTL）亟需被定位。Yr基因的克隆研究除能揭示其作用机理外，也能提高其分子标记的准确性。因此，本研究结合育种材料和种质资源分析了一些已知Yr基因对当前条锈病生理小种的有效性，并对抗性表现良好的亲本Hussar进行了抗条锈病QTL分析，以及对Yr28的一个候选基因Yr28-rga1进行了克隆和功能研究，取得的主要结果如下:　　1.本实验利用可以开放获取的分子标记鉴定了36个Yr基因在672份小麦材料中的分布情况。Yr基因对条锈病抗性贡献的独立分析，以及Yr基因在两基因组合中的贡献差异，都通过分子标记辅助检测(Marker assisted detection，MAD)和田间条锈病反应型(Infection types，ITs)鉴定来加以评估。结果显示:(1)所有收集的小麦材料中分布最多的基因是Yr10，Yr17和Yr18，而Yr8，Yr36，Yr61和YrZH84只存在于少数小麦材料中。Yr5,Yr9,Yr15，Yr17,Yr30,Yr48,Yr65,Yr67,YrSP和TaHLRG在川育系列小麦中有较多的分布;Yr10,Yr18,Yr33，Yr51，Yr59和Yr62在中国地方种中有较多的分布;Yr5，Yr9,Yr29,D30,Yr39,Yr41，Yr48,Yr49,Yr57和Yr59在中国当代栽培种中的分布较高;Yr4,Yr5,Yr7,Yr9,Yr29,Yr30,Yr33，Yr41，Yr52，Yr57,Yr60和YrSP在外引小麦种质中的分布较高。(2)Yr基因聚合数目和条锈病抗性之间存在显著的正相关性(R2＞0.8)，表明Yr基因聚合育种对提高小麦条锈病抗性是有效的。(3)含有Yr15，Yr17,Yr18,Yr65和Yr67的材料的平均IT值显著低于对应的不含有这些基因的材料，但是Yr29的情形正好相反，而其它基因在本实验中对条锈病没有表现出明显的抗性。(4)总共有183个两基因组合适合用于统计分析，有42.64％的两基因组合比相应基因单独存在时表现出更低的平均IT值，如Yr9+Yr18和Yr17+Yr26，有27.13％的两基因组合比相应基因单独存在时表现出更高的平均IT值，如Yr48和Yr67，还有30.23％的两基因组合与相应基因单独存在时的平均IT值无明显差异。综合以上分析，实时监测Yr基因对当前条锈病流行生理小种的有效性，在育种材料中合理地布局Yr基因，在聚合过程中适当地利用加性效应，对于持久性小麦抗条锈病育种是有利的。　　2.小麦抗条锈病基因资源的发掘与利用是遗传改良的基础，本实验对引进的六倍体小麦种质资源“Hussar”中的抗条锈病基因位点进行了分析。对包含243个株系的偃展1号/Hussar RIL(Recombinant inbred lines)群体的连续条锈病反应型鉴定结果表明，抗/感病株系的分离比接近1∶1。对该群体的SNP(Single nucleotide polymorphism)分型结果则表明，一共有662个多样性SNP标记与条锈病抗性相关，这些差异SNP标记共分布在26条染色体臂上，但是主要集中在4AL、5BS和7DS染色体臂上。为了进一步地对可能存在的QTL位点进行验证分析，本实验依据SNP标记信息开发了一系列新的分子标记，主要是SSR(Simple sequence repeats)类型标记，并最终筛选到45个多态性与条锈病抗性相关的分子标记。利用这些分子标记对偃展1号/Huss ar群体进行分子标记分型，并结合条锈病反应型数据进行分析，通过Map Manager QTX软件对可能存在的QTL位点进行评估。目前，本实验主要分析了2AS、3AL、4AL、5BS、4DS、5DS和7DS上的10个QTL位点。其中，最有可能的QTL位点（LRS值较高，p＜0.01）包括Qyr.cib-2AS、Qyr.cib-4AL.1和Qyr.cib-7DS，对条锈病反应型的遗传解释率分别为18％、7％和4％。Qyr.cib-2AS极可能是Yr17，而Qyr.cib-4AL.1和Qyr.cib-7DS，以及另一些微效QTL如Qyr.cib-4AL.2则很可能是新的抗条锈病位点。这些结果说明Hussar中存在新的抗条锈病基因位点，值得深入地研究从而加以发掘和利用。　　3.来自于合成小麦PI648511的抗条锈病基因Yr28被定位在4DS染色体上，连锁标记仅有一个限制性片段长度多态性(Restrictive fragment length polymorphism，RFLP)标记MWG634。本实验根据大麦中测序得到的MWG634序列克隆到小麦中国春中的MWG634序列，它们之间具有一定的保守性。然后测序比对了PI648511，中国春，Avocet，川育12和偃展1中MWG634序列的差异，发现一个2bp的缺失多态性存在于PI648511中，这一多态性也在更多的小麦种质中得到验证。所以，用这段小麦中的MWG634序列去比对小麦D基因组测序数据，搜索到一个139kb的Scaffold52328。对该Scaffold上的预测基因进行分析，最终选择了一个RGA1类型基因作为候选基因Yr28-rga1进行深入研究。Yr28-rga1的编码蛋白具有典型的NBS-LRR结构，与小麦中的其它抗病基因的编码蛋白Yr10、LR1、LR21、SR33、SR35、PM3b和PM8在结构上非常相似，但是它们之间的序列同源性很低。从中国春和PI648511中各克隆到3个Yr28-rga1序列，通过设计引物和利用中国春缺体材料将4A、4B和4D拷贝区分开。4A和4B拷贝在中国春和PI648511中几乎完全一致，所以Yr28-rga1是Yr28-rga1-4D的一种突变形式。根据Yr28-rga1在多个小麦种质中的序列差异，设计了一个SSR和一个STS(Sequence tagged site)类型的分子标记。这两对标记在672份小麦材料中的分型结果是一致的，672份小麦材料中只有在25份种质中这两对标记同时存在，主要分布在外引小麦种质中，在中国地方种和栽培种中几乎没有。小麦种质Aiglon中这两对标记的结果和PI648511是一样的，所以对构建自偃展1/Aiglon组合的RIL群体进行标记分型和条锈病分型，发现这两对标记指示的Yr28-rga1与条锈病抗性呈显著的正相关性。