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表皮蜡质指覆盖在植物地上部分(如叶片、茎秆、果实等)的一层脂质有机混合物,使植物表面呈现白霜状。表皮蜡质在植物的生长发育过程中发挥着重要作用。表皮蜡质相关基因的定位与克隆,对于深入研究表皮蜡质在植物生长发育过程(特别是植物抗逆方面)的影响具有重要意义。本研究在实验室前期研究基础上,对小麦表皮蜡质抑制基因Iw2进行饱和遗传连锁图谱构建和精细定位,并构建了Iw2基因的初步物理图谱;在实验室前期对表皮蜡质抑制基因Iw1精细定位(群体大小,4949个F2个体)基础上,通过染色体登陆、BAC测序和染色体步移,构建了Iw 基因的整合遗传图谱和初步物理图谱。主要研究结果如下:1、构建了普通小麦品系9753和人工合成六倍体小麦3672杂交组合F2作图群体(4215株),通过小麦-二穗短柄草-水稻-高粱比较基因组学分析,开发出5个与Iw2基因连锁的EST分子标记,其中3个与基因共分离。2、利用基因Iw2所在基因组区段对应的二穗短柄草直系同源基因Bradi5g01135、Bradi5g01150、Bradi5g01160、Bradi5g01180、Bradi5g01192、Bradi5g01200 和Bradi5g01210筛选粗山羊草基因组测序草图,得到8个scaffolds。同时,利用与Iw2紧密连锁的分子标记筛选粗山羊草SNP遗传图谱,得到Iw2定位区间的4个BAC contigs。利用这些粗山羊草的scaffolds和BAC contigs开发分子标记。最终,开发出12个新的与Iw2连锁或共分离的分子标记,并选择其中的4个用于Iw2基因饱和遗传连锁图谱构建,Iw2基因与分子标记在连锁图谱上的顺序依次是:XEST-SSR16-0.51cM-Xwggc3137-0.23cM-Iw2/Xwggc3136/Xwggc3138/Xwggc3139-0.036cM-Xwggc3133-0.023cM-Xwggc3134-0.35cM-Xwggc3132-0.04cM-XSc78487-1-0.50cM-CJ886319,上下游最近的分子标记Xwggc3137和Xwggc3133将Iw2基因界定在了 0.266 cM的遗传区间内。3、利用蜡质性状发生分离的F2:3家系进一步扩大作图群体至15898个F2单株,精细定位结果显示:分子标记Xwggc3136、Xwggc3138和Xwggc3139仍然与Iw2基因共分离,且上下游分子标记与基因的遗传距离未发生明显改变,Iw2基因被界定在了0.282cM的遗传区间内。4、利用Bradi5g01135和Bradi5g01210筛选粗山羊草SNP遗传图谱的SNP标记序列,将Iw2基因定位在粗山羊草2D染色体短臂的4.1 cM的区间,对应于4个BAC contigs所在的基因组区间。将这些BAC contigs所包含的MTP BACs进行测序,经过BAC序列分析并结合Iw2基因组区间遗传连锁图谱,推测粗山羊草该基因所在区域BAC物理图谱存在一个gap。结合粗山羊草基因组序列草图scaffolds信息,初步构建了蜡质抑制基因Iw2的物理图谱。5、利用与Iw1基因共分离的分子标记设计特异探针,筛选硬粒小麦Langdon(AABB,有蜡)的和野生二粒小麦TZ-2(AABB,无蜡)的基因组BAC文库。通过染色体登陆、BAC测序和染色体步移,构建了Iw 基因的初步物理图谱。通过BAC测序组装和分析,并拼接得到382kb的野生二粒小麦TZ-2的BAC contig。根据BAC序列开发出8个新的与Iw1连锁的分子标记,利用已有的193个Iw1基因精细定位群体中的重组单株进行分子标记定位,加密了 Iw1基因的遗传连锁图谱,将Iw1基因限定在0.44 cM的遗传区间,上下游分子标记与Iw1的顺序关系为Xwggc7791-0.02cM-Iw1-0.42cM-Xwggc1881。