小麥條鏽病是由條鏽菌Puccinia striiformisf. sp.tritici(Pst)引起的真菌病害，威脅全球小麥的生產。由於條鏽菌生理小種的變異速度很快，小麥中很多抗病基因喪失抗性。小麥野生近緣種是小麥遺傳改良的寶庫，挖掘其中的抗病基因對於豐富小麥抗病基因的多樣性、擴寬小麥的遺傳基礎具有重要意義。中間偃麥草（2n = 6x = 42）是小麥的野生近緣種之一，它對鏽病、白粉病等真菌病害均表現為免疫。透過染色體工程創制易位系是將中間偃麥草中的抗病基因匯入小麥的有效方式。
近日，中國科學院遺傳與發育生物學研究所李振聲課題組在aBIOTECH上發表了題為“Cytogenetic identification and molecular marker development for the novel stripe rust-resistant wheat–Thinopyrum intermedium translocation line WTT11”（點選題目檢視原文）的研究論文。該研究詳細描述了抗病易位系WTT11的創制過程、染色體組成和同源關係等，為WTT11的育種應用提供理論基礎。
小偃78829是小麥與中間偃麥草經遠緣雜交而來的八倍體，前期研究表明小偃78829對鏽病表現為免疫。我們利用普通小麥與小偃78829雜交，透過花粉輻射創制出一批易位系，以期將中間偃麥草的抗病基因匯入到小麥中。利用條中34（V26）生理小種對所創制的易位系進行條鏽病抗性鑑定，篩選到一個對條中34近免疫（IT = 0;）的易位系WTT11。細胞學鑑定表明，它的易位染色體組成為TTh·2DL。利用WTT11與感病品種菸農19構建BC2F1群體，群體細胞學和抗病性鑑定證明外源片段與抗病性連鎖。
圖1 WTT11的抗病性鑑定及細胞學分析
利用小麥660K SNP晶片掃描WTT11的基因組，發現其1B染色體短臂頂端0-95.5 Mb區間存在缺失。透過分析外源片段與小麥之間的同源關係，發現外源片段與小麥第6、7同源群部分同源。
圖2 小麥660K SNP晶片分析
此外，利用簡化基因組測序（SLAF-seq）開發了10個WTT11外源片段上的PCR標記，這10個標記可以高效追蹤其外源片段。利用小麥晶片中的探針序列資訊，開發了20個可以區分小麥與中間偃麥草的KASP標記。
李振聲課題組博士生楊國堂為第一作者，鄭琪副研究員為通訊作者，該研究得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金的支援。
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Yang, G., Zheng, Q., Hu, P. et al. Cytogenetic identification and molecular marker development for the novel stripe rust-resistant wheat–Thinopyrum intermedium translocation line WTT11. aBIOTECH(2021). https://doi.org/10.1007/s42994-021-00060-3
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