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小麦(Triticum aestivum L.，AABBDD，2n=6x=42)是一种重要的粮食作物，黑麦1RS取代小麦1BS形成的1RS.1BL易位染色体，因其具有高产抗病虫等特性，被广泛应用于小麦育种。然而，目前人们对1RS.1BL易位染色体的关注点主要集中在拓宽1RS.1BL易位系的遗传基础和开发1RS特异分子标记方面，对于1RS基因与小麦遗传背景互作机制的相关研究却还不够深入。为此，寻找在小麦背景中，具有1RS特异表达特性的基因有助于了解1RS与小麦背景相互作用的机制。此外，利用1RS.1BL缺失系，可以进行1RS特异基因的区段定位，有助于了解1RS不同区段的功能。通过重复序列分析1RS的结构特点，也有利于了解1RS的功能特性。
本实验利用非变性荧光原位杂交(ND-FISH)技术对绵阳11(MY11)与黑麦Kustro的杂交后代进行鉴定，筛选出1RS.1BL易位系和1RS.1BL缺失系;通过SLAF-Seq和RNA-Seq技术开发新的1RS的特异标记，结合前人报道的1RS特异标记，利用缺失系材料对这些标记进行1RS的区段定位;同时通过以cDNA为模板的PCR扩增，从中筛选出与1RS特异表达基因相关的标记，利用其研究1RS特异基因在1RS.1BL易位系的不同生育时期的表达情况;还利用荧光定量PCR对串联重复序列pSc200、pSc250在缺失系材料的不同生育时期的表达差异进行研究;最后还考察了1RS.1BL缺失系的农艺性状，对1RS的增产区段进行研究，得到了以下结果:
1.以Oligo-1162、Oligo-pSc200、Oligo-pSc250和Oligo-pSc119.2-1为探针，筛选出1RS端部缺失的1RS.1BL易位系(15T-1)、1RS随体缺失的1RS.1BL易位系(15T-2)、完整的1RS.1BL易位系(15T-3)，根据这些1RS.1BL缺失系，将1RS分成了S.1-S.3、S.3-S.5、S.5-S.7三个区段，这是前人未报道过的新型的1RS缺失系。此外，本实验还筛选出了其他的1RS.1BL易位系(T-1、T-2、T-3)以及非易位姊妹系(NT-1、NT-2、NT-3)。
2.利用SLAF-Seq和RNA-Seq的方法，共设计2550对引物，从这些引物中筛选出了114个新的1RS特异的分子标记，其中有11个标记可用于区分Kustro和Insave来源的易位系，其余标记无多态性。同时对前人报道的1RS标记的特异性进行验证，筛选出33个1RS特异的标记。利用1RS.1BL缺失系对这147(114+33=147)个标记进行定位，分别将93个标记定位到S.1-S.3区段，40个标记定位到S.3-S.5区段，14个标记定位在S.5-S.7区段;并根据定位结果，将15T-2的缺失位点定位在标记Xtsm587与SCM9间，15T-1的缺失位点定位在标记Sec-1与P6M12-P间。
3.以易位系(T-1、T-2、T-3)和非易位系(NT-1、NT-2、NT-3)六个生育时期的cDNA为模板进行PCR扩增，考察上述147个标记是否与1RS特异基因相关，最终筛选到了3个标记(G-1RS-140、G-1RS-143、PE005)仅在易位系的6个生育时期的cDNA中扩增出产物，而在非易位系的各个时期的cDNA中都没有扩增出产物，表明这3个标记与1RS特异表达基因相关。其中G-1RS-140关联的基因与小麦1D的机械敏感性离子通道蛋白基因具有94.07％的相似性;G-1RS-143关联的基因与小麦1A的热激蛋白基因具有94％的相似性;PE005关联的基因与小麦1A的谷胱甘肽S-转移酶基因具有92％的相似性，这是前人未报道过的。并利用1RS.1BL缺失系的cDNA，对这3个标记关联的基因的特异表达区段进行定位，最终发现它们的特异表达区段与DNA水平上的物理定位是一致的，G-1RS-140和G-1RS-143对应的基因定位于S.5-S.7区段，PE005对应的基因定位于S.3-S.5区段。
4.利用转录组数据，对G-1RS-140和G-1RS-143关联的基因在不同1RS.1BL易位系(T-1、T-2、T-3)的分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、灌浆期中的表达量进行分析，结果发现G-1RS-140关联的基因在T-3中的表达量在这6个时期中都最高;在分蘖期、拔节期和孕穗期，T-2中的表达量高于T-1，而在抽穗期、开花期和灌浆期，T-1中的表达量高于T-2。G-1RS-143关联的基因除灌浆期外，在T-3中的表达量最高，在抽穗期前，T-2中的表达量高于T-1，而在抽穗期后，T-2中的表达量则要低于T-1。
5.利用荧光定量PCR对串联重复序列pSc200和pSc250在1RS.1BL缺失系的6个生育时期中的表达量进行分析，结果发现在分蘖期、孕穗期、抽穗期和开花期，pSc200的表达量均为15T-2＞15T-1＞15T-3，拔节期时为15T-3＞15T-2＞15T-1，灌浆期时为15T-1＞15T-2＞15T-3中;在分蘖期、抽穗期和开花期，pSc250的表达量均为15T-2＞15T-1＞15T-3;拔节期时为15T-3＞15T-2＞15T-1;孕穗期时为15T-3＞15T-1＞15T-2;灌浆期时为15T-1＞15T-2＞15T-3。从这6个生育时期来看，pSc200和pSc250在15T-1、15T-2、15T-3中的表达量没有明显的规律。
6.考察1RS.1BL缺失系的株高、穗长、分蘖数、成穗数、小穗数、千粒重，结果表明:株高和千粒重在所有材料之间存在显著差异，均为15T-3（完整易位染色体）＞15T-2（随体缺失易位染色体）＞15T-1（端部缺失易位染色体），其中千粒重在所有材料中的差异达到极显著水平;在穗长和小穗数性状上，均是15T-1＞15T-3＞15T-2，其中15T-3和15T-2都与15T-1的差异达到显著，15T-3和15T-2的差异不显著;而分蘖数和成穗数性状在缺失系间差异不显著。本实验结果表明1RS的不同区段可能对产量具有不同的贡献。
本研究结果获得了3个1RS特异表达基因的部分序列以及相关的标记，这为研究1RS.1BL易位染色体与小麦遗传背景相互作用机制提供了一定的条件。对1RS.1BL易位缺失系农艺性状的考察结果，为1RS小片段易位的应用提供了新的思考。
本实验利用非变性荧光原位杂交(ND-FISH)技术对绵阳11(MY11)与黑麦Kustro的杂交后代进行鉴定，筛选出1RS.1BL易位系和1RS.1BL缺失系;通过SLAF-Seq和RNA-Seq技术开发新的1RS的特异标记，结合前人报道的1RS特异标记，利用缺失系材料对这些标记进行1RS的区段定位;同时通过以cDNA为模板的PCR扩增，从中筛选出与1RS特异表达基因相关的标记，利用其研究1RS特异基因在1RS.1BL易位系的不同生育时期的表达情况;还利用荧光定量PCR对串联重复序列pSc200、pSc250在缺失系材料的不同生育时期的表达差异进行研究;最后还考察了1RS.1BL缺失系的农艺性状，对1RS的增产区段进行研究，得到了以下结果:
1.以Oligo-1162、Oligo-pSc200、Oligo-pSc250和Oligo-pSc119.2-1为探针，筛选出1RS端部缺失的1RS.1BL易位系(15T-1)、1RS随体缺失的1RS.1BL易位系(15T-2)、完整的1RS.1BL易位系(15T-3)，根据这些1RS.1BL缺失系，将1RS分成了S.1-S.3、S.3-S.5、S.5-S.7三个区段，这是前人未报道过的新型的1RS缺失系。此外，本实验还筛选出了其他的1RS.1BL易位系(T-1、T-2、T-3)以及非易位姊妹系(NT-1、NT-2、NT-3)。
2.利用SLAF-Seq和RNA-Seq的方法，共设计2550对引物，从这些引物中筛选出了114个新的1RS特异的分子标记，其中有11个标记可用于区分Kustro和Insave来源的易位系，其余标记无多态性。同时对前人报道的1RS标记的特异性进行验证，筛选出33个1RS特异的标记。利用1RS.1BL缺失系对这147(114+33=147)个标记进行定位，分别将93个标记定位到S.1-S.3区段，40个标记定位到S.3-S.5区段，14个标记定位在S.5-S.7区段;并根据定位结果，将15T-2的缺失位点定位在标记Xtsm587与SCM9间，15T-1的缺失位点定位在标记Sec-1与P6M12-P间。
3.以易位系(T-1、T-2、T-3)和非易位系(NT-1、NT-2、NT-3)六个生育时期的cDNA为模板进行PCR扩增，考察上述147个标记是否与1RS特异基因相关，最终筛选到了3个标记(G-1RS-140、G-1RS-143、PE005)仅在易位系的6个生育时期的cDNA中扩增出产物，而在非易位系的各个时期的cDNA中都没有扩增出产物，表明这3个标记与1RS特异表达基因相关。其中G-1RS-140关联的基因与小麦1D的机械敏感性离子通道蛋白基因具有94.07％的相似性;G-1RS-143关联的基因与小麦1A的热激蛋白基因具有94％的相似性;PE005关联的基因与小麦1A的谷胱甘肽S-转移酶基因具有92％的相似性，这是前人未报道过的。并利用1RS.1BL缺失系的cDNA，对这3个标记关联的基因的特异表达区段进行定位，最终发现它们的特异表达区段与DNA水平上的物理定位是一致的，G-1RS-140和G-1RS-143对应的基因定位于S.5-S.7区段，PE005对应的基因定位于S.3-S.5区段。
4.利用转录组数据，对G-1RS-140和G-1RS-143关联的基因在不同1RS.1BL易位系(T-1、T-2、T-3)的分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、灌浆期中的表达量进行分析，结果发现G-1RS-140关联的基因在T-3中的表达量在这6个时期中都最高;在分蘖期、拔节期和孕穗期，T-2中的表达量高于T-1，而在抽穗期、开花期和灌浆期，T-1中的表达量高于T-2。G-1RS-143关联的基因除灌浆期外，在T-3中的表达量最高，在抽穗期前，T-2中的表达量高于T-1，而在抽穗期后，T-2中的表达量则要低于T-1。
5.利用荧光定量PCR对串联重复序列pSc200和pSc250在1RS.1BL缺失系的6个生育时期中的表达量进行分析，结果发现在分蘖期、孕穗期、抽穗期和开花期，pSc200的表达量均为15T-2＞15T-1＞15T-3，拔节期时为15T-3＞15T-2＞15T-1，灌浆期时为15T-1＞15T-2＞15T-3中;在分蘖期、抽穗期和开花期，pSc250的表达量均为15T-2＞15T-1＞15T-3;拔节期时为15T-3＞15T-2＞15T-1;孕穗期时为15T-3＞15T-1＞15T-2;灌浆期时为15T-1＞15T-2＞15T-3。从这6个生育时期来看，pSc200和pSc250在15T-1、15T-2、15T-3中的表达量没有明显的规律。
6.考察1RS.1BL缺失系的株高、穗长、分蘖数、成穗数、小穗数、千粒重，结果表明:株高和千粒重在所有材料之间存在显著差异，均为15T-3（完整易位染色体）＞15T-2（随体缺失易位染色体）＞15T-1（端部缺失易位染色体），其中千粒重在所有材料中的差异达到极显著水平;在穗长和小穗数性状上，均是15T-1＞15T-3＞15T-2，其中15T-3和15T-2都与15T-1的差异达到显著，15T-3和15T-2的差异不显著;而分蘖数和成穗数性状在缺失系间差异不显著。本实验结果表明1RS的不同区段可能对产量具有不同的贡献。
本研究结果获得了3个1RS特异表达基因的部分序列以及相关的标记，这为研究1RS.1BL易位染色体与小麦遗传背景相互作用机制提供了一定的条件。对1RS.1BL易位缺失系农艺性状的考察结果，为1RS小片段易位的应用提供了新的思考。