不断加强小麦种质创新,丰富小麦基因资源,对于小麦的遗传改良和育种具有十分重要的意义。纤毛鹅观草[Roegneria ciliaris(Trin.)Nevski,2n=4x=28,ScScYcYc]是小麦的一种野生四倍体近缘植物,具有抗赤霉病、抗条纹花叶病、抗大麦黄矮病、耐寒耐旱、多花多粒性等优良特性,是小麦种质改良的重要遗传资源。培育小麦-纤毛鹅观草异附加系是进行小麦育种改良的重要中间环节,对这些异附加系进行分子细胞遗传学鉴定以及性状评价,有利于充分挖掘、转移和定位纤毛鹅观草的有益基因,同时可以开展纤毛鹅观草与小麦之间的比较基因组学研究。本研究在前人研究的基础上,利用普通小麦中国春与Inayamakomugi-纤毛鹅观草双二倍体的回交自交群体,通过细胞学观察、原位杂交(GISH、FISH)、分子标记等分子细胞遗传学鉴定技术,选育一整套普通小麦-纤毛鹅观草二体异附加系,开发纤毛鹅观草染色体特异分子标记,对异附加系进行农艺性状和抗病性状调查,筛选携带纤毛鹅观草优异基因的小麦新种质。取得的主要研究成果如下:1、一套普通小麦-纤毛鹅观草二体异附加系的配套选育在前人已选育的7个普通小麦-纤毛鹅观草二体异附加系的基础上,利用新构建的普通小麦Ik-纤毛鹅观草双二倍体和中国春的回交自交后代群体,通过分子标记PCR鉴定和顺次GISH/FISH分析,选育并鉴定出其余7个涉及纤毛鹅观草不同染色体的二体异附加系(DA2Yc、DA3Yc、DA4Sc、DA4Yc、DA5Sc、DA6Sc、DA6Yc),首次获得了 一整套(14个)普通小麦-纤毛鹅观草二体异附加系。2、纤毛鹅观草染色体基于DNA重复序列的FISH分析依次利用纤毛鹅观草基因组DNA为探针,中国春基因组DNA做封阻进行GISH(genomic in situ hybridization),利用重复序列pAs1、pSc119.2 和45S rDNA作探针进行FISH(fluorescent in situ hybridization),对纤毛鹅观草染色体以及一套普通小麦-纤毛鹅观草异附加系中外源染色体进行顺次GISH/FISH分析。结果显示pAs1在纤毛鹅观草1Sc、2Sc、3Sc、4Sc、6Sc、7Sc 以及 1Yc、2Yc、4Yc、7Yc等 10 对染色体上检测到杂交信号,且信号位点较为丰富,主要分布于染色体的末端、亚末端和中部,其中2Sc、7Sc和4Yc只在长臂上有信号,其余染色体的长、短臂均有信号分布。pSc119.2在一套异附加系中的纤毛鹅观草染色体上均未检测到明显的杂交信号。45S rDNA在纤毛鹅观草1Sc和5Sc染色体的短臂上检测到杂交信号,可以分别作为1Sc和5Sc特异的细胞学标记。由于纤毛鹅观草3Yc、5Yc和6Yc染色体上均未检测到pAs1、pSc119.2和45S rDNA的杂交信号,还需要利用更多的细胞学标记加以区分。3、筛选和开发纤毛鹅观草各条染色体的特异分子标记为了快速且准确地鉴定小麦背景中的纤毛鹅观草染色体或片段,本研究选取定位于小麦七个部分同源群染色体上的1845对EST标记,在亲本普通小麦中国春、Inayama komugi、普通小麦Ik-纤毛鹅观草双二倍体和纤毛鹅观草之间进行扩增,筛选可以特异追踪纤毛鹅观草各条染色体的分子标记。共筛选到纤毛鹅观草染色体特异分子标记557个,从中选取每一部分同源群上分布均匀、扩增稳定的特异分子标记在亲本和一套普通小麦-纤毛鹅观草二体异附加系中进行扩增,结果筛选到纤毛鹅观草各条染色体的专化分子标记107个,其中1Sc专化标记22个,1Yc专化标记3个;2Sc专化标记3个,2Yc专化标记7个;3Sc专化标记2个,3Yc专化标记6个;4Sc专化标记12个,4Yc专化标记7个;5Sc专化标记6个,5Yc专化标记12个;6Sc专化标记9个,6Yc专化标记9个;7Sc专化标记1个、7Yc专化标记8个。此外,还开发了纤毛鹅观草每个部分同源群上可同时区分Sc和Yc染色体的特殊专化标记54个,各个部分同源群筛选到的特殊专化标记数量分别为2个、8个、10个、13个、3个、17个和1个。利用这些专化标记对前人所选育的异附加系材料进行准确鉴定,明确了其中外源染色体的具体身份。4、普通小麦-纤毛鹅观草二体异附加系的性状鉴定为了充分挖掘和利用纤毛鹅观草更多的有益基因,本研究在2012-2016年度间对普通小麦-纤毛鹅观草双二倍体及一套普通小麦-纤毛鹅观草二体异附加系进行了赤霉病、白粉病、黄花叶病和锈病等小麦几个主要病害的抗病性鉴定以及农艺性状调查。四年赤霉病抗性鉴定结果表明,双二倍体对赤霉病表现出稳定抗性,二体异附加系DAISc(3 年鉴定结果)、DA1Yc、DA2Yc、DA3Sc(高抗)(3 年鉴定结果)、DA4Sc、DA5Yc和DA6Sc对赤霉病表现出较好的抗性;四年白粉病田间成株期抗性鉴定结果表明,双二倍体表现稳定抗性,DA1Sc(3年鉴定结果)、DA2Sc、DA2Yc、DA3Yc(3年鉴定结果)、DA5Sc、DA5Yc和DA6Sc均表现出中等抗性;三年田间抗黄花叶病鉴定结果表明,双二倍体和Inayamakomugi均表现高抗,DA5Sc(1年鉴定结果)和DA6Sc对黄花叶病的抗性表现与双二倍体相近;两年叶锈病田间成株期抗性鉴定结果表明,双二倍体表现抗病,DA5Yc和DA6Sc对叶锈病也表现中抗。综合以上结果发现,二体异附加系DA1Sc、DA5Sc、DA5Yc和DA6Sc兼抗2种以上小麦病害,可以作为小麦抗病育种的优异种质资源。通过田间观察和农艺性状调查,涉及不同纤毛鹅观草染色体的二体异附加系其表型表现出明显差异,其中一些表型特征可以作为形态学标记对纤毛鹅观草异附加系材料进行初步鉴定。