小麦是世界上最重要的粮食作物之一。由布氏白粉菌（Blumeria graminis f.sp.tritici,Bgt）引起的白粉病是一种世界性的小麦叶部病害。培育和利用抗病品种是农业生产中控制该病害最有效和环保的措施。由于生产中应用的主效抗病基因容易被快速进化的病原菌克服,这就需要不断发掘新的抗白粉病基因来应对这种挑战。小麦抗病基因的克隆有助于我们更好的理解抗病机制和进行抗病分子育种。为了发掘在野生二粒小麦中蕴含的抗白粉病基因,本研究对野生二粒小麦C-21中的抗白粉病基因进行了遗传分析与定位。C-21对白粉菌生理小种Bgt19免疫。遗传分析表明C-21携带一个显性抗白粉病基因。标记分析表明该抗病基因定位于2BS染色体末端2BS3-0.84-1.00的位置。利用小麦EST（expressed sequence tags）、中国春基因组contig序列以及基因区域与短柄草5号染色体（Bd5）的共线性关系进一步开发标记,最终将基因定位在2.0 cM的遗传距离内。本实验室在一粒小麦TA2033和M80中分别鉴定出显性抗白粉病基因Mlm2033和Mlm80。它们均定位于7A染色体长臂末端Pm1基因簇区域。本研究通过比较基因组学确定了Mlm2033-Mlm80-Pm1a区域与短柄草1号染色体间良好的宏观共线性利用与短柄草共线性区域内基因同源的小麦序列开发了与这两个基因紧密连锁的分子标记;利用F2分离大群体对Mlm2033和Mlm80进行了精细比较定位,将Alm2033和Mlm80界定在0.12 cM和0.86 cM的遗传距离内。根据基因与其紧密连锁标记之间的位置关系,证明Mlm2033、Mlm80和另一个定位于Pm1基因簇中的抗白粉病基因MIW1 72互不等位。为 了克隆Mlm2033,本研究还利用 TA2033 的 BAC（bacterial artificial chromosome）文库通过染色体步移技术构建了Mlm2033的物理图谱。利用获得的BAC重叠群序列将Mlm2033界定在722-kb的物理距离内。我们发现该区域存在严重重组抑制。Mlm2033区域含有一个由 1 9 个 NBS-LRR（nucleotide-binding site and leucine-rich repeats）基因组成的基因簇,其中有13个NBS-LRR序列高度相似且位于一个包含多重串联重复的516-kb区域。比较基因组学分析的结果显示该区域经历了快速进化以及多个抗病基因插入事件,导致该区域的微观共线性被打破。单倍型分析表明Mlm2033位点在不同一粒小麦背景中有较大变异。候选基因的表达分析和病毒诱导的基因沉默实验表明Mlm2033对白粉病的抗性依赖于一个NBS-LRR基因Gene18。Gene18的单倍型分析表明该基因在一粒小麦中很保守。该基因的分离为Pm1基因簇抗病基因的图位克隆和进化机制解析提供了有用的信息。