小麦农家品种抗叶锈基因解析与W014204成株抗锈QTL定位研究.docxVIP

小麦农家品种抗叶锈基因解析与W014204成株抗锈QTL定位研究

一、引言

1.1研究背景与意义

小麦作为全球最重要的粮食作物之一，在保障人类粮食安全和维持生态平衡方面发挥着不可替代的关键作用。据统计，小麦为全球超过三分之一的人口提供了主要的食物来源，在我国，小麦同样是重要的粮食作物，种植历史悠久，分布区域广泛，北至黑龙江，南至广东，东至沿海省份，西至新疆、西藏等地均有种植，在农业生产中占据着举足轻重的地位。

然而，小麦生长过程中常常遭受多种病害的威胁，其中叶锈病和条锈病是两种极具破坏力的世界性小麦病害。小麦叶锈病是由隐匿柄锈菌小麦专化型（PucciniatriticinaEriks.f.sp.tritici）引起的真菌性病害，而小麦条锈病则是由条形柄锈菌小麦专化型（PucciniastriiformisWest.f.sp.tritici）所致。这两种病害一旦爆发流行，会对小麦的产量和品质造成严重影响。

叶锈病主要危害小麦叶片，发病严重时也会侵害叶鞘和茎秆。发病初期，叶片表面出现褪绿斑点，随着病情发展，这些斑点逐渐形成近圆形的黄褐色夏孢子堆，散生在叶片上，严重影响叶片的光合作用，导致小麦生长发育受阻，进而造成减产。据相关研究表明，在叶锈病大流行年份，小麦产量损失可达20%-50%，部分地区甚至可能绝收。

条锈病主要侵染小麦叶片，也会危害叶鞘、茎秆和穗部。发病初期，叶片上出现褪绿斑点，随后形成鲜黄色的粉疱状夏孢子堆，这些孢子堆沿叶脉呈虚线状整齐排列，严重影响小麦的光合作用和蒸腾作用，导致小麦灌浆不充分，千粒重下降，品质变劣。在条锈病大流行年份，小麦减产幅度可达30%-70%，对粮食安全构成极大威胁。

因此，深入开展小麦抗叶锈病和条锈病基因的研究，对于培育具有持久抗病性的小麦新品种，提高小麦产量和品质，保障粮食安全具有重要的现实意义。一方面，通过对小麦抗锈病基因的检测和分析，可以明确不同小麦品种所携带的抗病基因，为抗病育种提供理论依据，加速抗病新品种的选育进程。另一方面，对小麦成株抗锈病QTL进行定位，有助于挖掘新的抗病基因资源，丰富小麦抗病基因库，为小麦抗病遗传改良提供更多的选择。

1.2小麦叶锈病与条锈病简介

1.2.1病害症状特征

小麦叶锈病主要危害叶片，有时也可为害叶鞘和茎秆。发病初期，叶片表面出现褪绿斑点，之后逐渐形成夏孢子堆。夏孢子堆近圆形，大小中等，呈橘红色，散生，排列不规则，成熟时表皮开裂一圈。后期，在叶片上还会产生黑色的冬孢子堆，冬孢子堆双胞，棍棒状，暗褐色。

小麦条锈病主要发生在叶片上，其次是叶鞘和茎秆，穗部、颖壳及芒上也有发生。发病初期，叶片上出现褪绿斑点，随后产生多层轮状排列的鲜黄色孢状夏孢子堆，夏孢子堆小长条状，鲜黄色，椭圆形，与叶脉平行，排列成行，呈虚线状。后期当环境条件不适宜夏孢子发生时，夏孢子堆转化为黑色、狭长形冬孢子堆，冬孢子堆短线状、扁平，常多个融合，埋伏在表皮下，表皮不破裂。

两种病害在症状上有明显区别，叶锈病的夏孢子堆颜色较深，为橘红色，排列不规则；而条锈病的夏孢子堆颜色较浅，为鲜黄色，排列成行。通过这些特征，可以较为准确地区分小麦叶锈病和条锈病。

1.2.2病原菌特性

小麦叶锈病病原菌为隐匿柄锈菌小麦专化型（PucciniatriticinaEriks.f.sp.tritici），属于担子菌亚门真菌。夏孢子单胞，圆球形，浅褐色，表面有细小刺突，大小为（18-26）微米×（16-22）微米，有发芽孔6-8个。冬孢子双胞，棍棒状，暗褐色，大小为（30-50）微米×（15-20）微米，柄短，有色。该病原菌萌发侵入适温为15-20℃，发育适温为17-22℃，湿度不低于80%，对温度和湿度要求较为严格。

小麦条锈病病原菌为条形柄锈菌小麦专化型（PucciniastriiformisWest.f.sp.tritici），同样属于担子菌亚门真菌。夏孢子单胞，圆球形，淡黄色，表面有细小刺突，大小为（32-40）微米×（22-29）微米，有发芽孔6-12个。冬孢子双胞，棍棒形，顶部扁平或斜切，分隔处略缢缩，大小为（36-68）微米×（12-20）微米。其萌发侵入适温为9-13℃，发育适温为17-20℃，湿度不低于80%，相比叶锈病病原菌，条锈病病原菌更喜低温环境。

两种病原菌在形态、生理特性上存在差异，这些差异也导致了它们在侵染小麦时的发病条件和流行规律有所不同。

1.2.3病害流行规律

小麦叶锈病在我国大部分小麦种植区均可发生，病原菌以夏孢子在小麦上越夏和越冬。在夏季高温地区，病原菌可在自生麦苗或晚熟小麦上越夏；在冬季较温暖地区，病原菌可在麦苗上越冬。春