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小麦是我国北方的重要粮食作物,小麦稳产是关系到民生的重要科学问题。然而,小麦的生长发育期较长,整个生长季均可受到多种生物和非生物的胁迫,严重影响小麦的产量和品质。因此,开发具有广谱抗生物和非生物胁迫的小麦种质资源,将为小麦广谱抗逆遗传改良提供新思路。本课题组前期深入解析了麦类作物广谱抗病反应“系统获得抗性”的转录调控网络,并挖掘得到了三个关键WRKY转录因子基因Hv WRKY6、HvWRKY40和HvWRKY70。以普通小麦春麦材料“JW1”为背景,制备了过表达上述转录因子基因的转基因材料。本研究对小麦转基因材料HvWRKY6-OE、HvWRKY40-OE和HvWRKY70-OE的广谱抗逆水平进行了详细测定,包括生物胁迫的小麦白粉病、叶锈病、根腐病、茎基腐病的抗病水平,以及非生物胁迫的高温、干旱、高盐的耐受水平。此外,本研究还调查了转基因材料的农艺性状,包括株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重及籽粒大小。本研究的主要结果如下:1.利用孢子抖落法,对小麦转基因材料HvWRKY6-OE、HvWRKY40-OE、Hv WRKY70-OE和野生型材料“JW1”接种小麦白粉病菌毒性小种E20,进行表型鉴定。结果表明,与野生型相比,小麦转基因材料HvWRKY70-OE的抗白粉菌E20的水平显著提高。2.利用扫抹法,对小麦转基因材料HvWRKY6-OE、HvWRKY40-OE、HvWRKY70-OE和野生型材料“JW1”进行小麦叶锈菌毒性小种THTT和FHJQ接种。与野生型相比,小麦转基因材料HvWRKY6-OE和HvWRKY70-OE对叶锈菌THTT的抗性水平显著提高。3.利用孢子悬浮液喷施法,对小麦转基因材料HvWRKY6-OE、HvWRKY40-OE、HvWRKY70-OE和野生型材料“JW1”进行小麦根腐病接种,未观察到小麦转基因材料与野生型材料之间存在对麦根腐平脐蠕孢菌的抗性差异。4.利用麦粒培养基接种法,对小麦转基因材料HvWRKY6-OE、HvWRKY40-OE、Hv WRKY70-OE和野生型材料进行小麦茎基腐病抗性鉴定。结果表明,与野生型相比,小麦转基因材料HvWRKY6-OE部分家系的茎基腐病斑扩展显著减小,相关结果还需使用更多转基因家系进行验证。5.对小麦转基因材料和野生型材料进行高温、干旱、高盐等非生物胁迫处理,发现小麦转基因材料Hv WRKY70-OE对上述非生物胁迫的耐受水平显著提高。6.此外,对小麦转基因材料的农艺性状进行了调查,包括株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重和籽粒大小。结果表明,HvWRKY70-OE在千粒重和籽粒大小方面高于野生型材料。其他转基因材料与野生型材料在农艺性状方面未观察到稳定差异。综上所述,本研究发现,小麦转基因材料HvWRKY6-OE对叶锈病的抗性水平显著提高,部分家系对茎基腐病抗性水平显著提高;小麦转基因材料HvWRKY40-OE未观察到明显抗逆水平变化;小麦转基因材料HvWRKY70-OE对白粉病、叶锈病以及非生物胁迫(高温、高盐、干旱)的抗性显著提高,且千粒重和籽粒大小有显著提高。本研究从生物和非生物胁迫两方面,明确了小麦转基因材料HHvWRKY6-OE、HvWRKY40-OE、HvWRKY70-OE的广谱抗逆潜力,探索了转基因事件对农艺性状的影响。为小麦广谱抗逆遗传改良提供了新思路和创新型种质资源。