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近20年来（1997-2016年）四川麦区共审定小麦新品种约165个,这些小麦新品种的培育与生产应用,对阻击条锈病在西南麦区乃至黄淮和长江中下游等小麦主产区的多次大面积危害及解决四川人民“口粮”问题、保障国家粮食安全做出了突出贡献。四川地方小麦是新中国成立前四川主要的栽培品种,具有早熟、多花、多实特性,是我国小麦遗传育种的基础基因资源。尤为重要的是这些地方小麦品种对四川复杂生态、条锈病高致病环境下的高度适应性,预示着四川地方小麦品种蕴藏着一大批丰富且抗性机理复杂的条锈病抗性基因和符合人民需求的高产、优质特性。因此,为解析四川小麦品种的条锈病抗性及产量相关性状遗传机理,发掘新的、控制小麦条锈病抗性和产量相关性状的基因,对四川乃至全国麦区条锈病抗性及产量相关性状基因的合理布局、多样化利用和培育高产、持久抗性品种具有重要意义。本研究以244份四川小麦品种（包括79份地方品种和165份育成品种）为研究材料,基于多环境下小麦成株期条锈病抗性及条锈病诱导环境下的产量相关性状鉴定,筛选一批目标性状突出、可直接用于小麦抗病及产量育种的优异小麦品种。同时利用小麦高通量55K SNP芯片对四川小麦品种进行全基因组分子扫描,解析四川小麦品种的分子遗传多样性;并结合性状-标记全基因组关联分析方法,发掘控制小麦条锈病抗性、产量性状相关的基因或QTL,为条锈病抗性及产量相关基因和QTL的高效利用提供分子依据。本研究获得主要结果如下:1.利用小麦高通量55K SNP芯片对244份四川小麦品种进行全基因组分子扫描,共获得44059个有效分子标记,标记间平均间隔物理距离0.32 Mb。分子遗传多样性分析显示,四川小麦品种的主要等位基因频率为0.665～0.778、基因多样性为0.316～0.422、多态性信息含量为0.259～0.329,表明四川小麦品种在分子水平上具有丰富的遗传多样性。同时,B基因组和5B染色体分别在亚基因组水平和染色体水平上表现出最高的遗传多样性;在染色体水平上,除2A染色体外,育成小麦品种的遗传多样性均高于地方小麦品种。基于贝叶斯模型的分类方法将四川小麦品种划分为地方品种和育成品种2个主要类群,表明四川小麦地方品种和育成品种在分子水平上具有显著差异。2.利用当前我国小麦生产上流行频率高、毒性强的条锈病生理小种或致病类型组成的混合菌种在多环境下对四川小麦品种进行人工接菌,鉴定成株期条锈病抗性表型,筛选出24份在多环境下对条锈病稳定高抗的优异小麦品种（12份地方品种和12份育成品种）。研究表明,地方品种抗性水平总体上优于育成品种。对条锈病诱导环境下四川小麦品种产量相关性状（有效分蘖、穗长、小穗数、小穗粒数、穗粒数、穗粒重、千粒重和小穗密度）进行表型分析,筛选出10份大穗小麦品种、25份多分蘖小麦品种和10份高千粒重小麦品种。四川小麦品种产量相关性状表型多样性指数范围在0.67～0.86之间。其中,穗粒数和千粒重多样性指数较高,而有效分蘖和小穗数多样性指数相对较低。分析发现,地方小麦品种在有效分蘖、小穗数和小穗密度具有显著优势,育成小麦品种在小穗粒数、穗粒重和千粒重表现出显著优势,是用于改良当前小麦产量育种的优异小麦品种。四川小麦品种有效分蘖广义遗传力较低,易受环境影响;千粒重和小穗密度广义遗传力较高,受环境影响较小。结合成株期条锈病抗性表型分析证实,抗性品种能有效降低条锈病给穗粒数、穗粒重和千粒重带来的损失。3.利用44059个有效SNP分子标记,采用协变量为Q+K的混合线性模型（Mixed linear model,MLM）,结合成株期条锈病抗性表型,对四川小麦品种进行性状-标记全基因组关联分析,共检测到3744个与成株期条锈病抗性表型（反应型、最终严重度和病程曲线下面积）显著关联的分子标记(-log10（P）?≥?3.0)。其中,共有30个分子标记至少在3个环境中均与小麦成株期条锈病抗性显著关联,它们涉及20个QTL区段,分别位于1A、1B、1D、2B、3D、4D、5A、5B、6A、6B、7A和7B染色体上,其可解释表型变异范围是5.1%～19.2%,并获得28个与小麦成株期条锈病抗性显著关联位点的优异等位变异。基于前人研究,共鉴定出7个控制小麦成株期条锈病抗性潜在的新QTL区段,这些QTL区段对减轻小麦成株期条锈病危害具有显著的遗传效应。并从控制小麦成株期条锈病抗性新QTL区段中鉴定出38个候选基因,分别涉及典型的抗病基因结构和蛋白家族、调节抗病相关的信号通路和抵御病原菌侵染的细胞壁结构等。4.基于MLM（Q+K）全基因组关联分析方法对条锈病诱导环境下产量相关性状进行分析,共获得1995个与四川小麦品种产量相关性状显著关联的SNP分子标记(-log10（P）?≥?3.0)。其中,59个显著关联标记能在至少2个环境中检测到,涉及35个QTL区段,分别位于1A、1B、1D、2A、2B、2D、3B、3D、4A、5A、5B、6A、6D和7A染色体,其可解释表型变异范围为5.4%～20.4%,并获得54个与四川小麦品种产量相关性状显著关联位点的优异等位变异。基于前人研究结果分析,共鉴定出13个控制小麦产量相关性状潜在的新QTL区段,且这些新的QTL区段对小麦产量相关性状表型具有显著的遗传效应。针对13个潜在的新QTL区段进行候选基因分析,共鉴定出50个可能与产量性状有关的候选基因,分别涉及植物生长激素的调控、细胞的分化和增殖、分生组织、器官或植物体的生长发育以及碳水化合物的合成及转运等。