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小麦白粉病是影响世界小麦生产的主要病害之一,抗病育种是防治小麦病害发生的最经济有效和环境友好的方法,而抗病基因是进行抗病育种的重要基础,因此挖掘新的抗白粉病基因资源具有重要意义。粗山羊草是普通小麦D基因组供体祖先种,是小麦遗传改良的重要的基因资源。本实验利用两个粗山羊草亲本,杂交产生了一个大的F2分离群体。利用该群体鉴定了一个显性抗白粉病基因,将其命名为PmY2280。分子标记作图将其定位在5D染色体长臂上,8个微卫星标记与之连锁(Xcfd266, Xgwm583, Xgwm639, Xcfd57, Xgwm174, Xcfd26, Xwmc289和Xbarc320)。其中,标记Xcfd26和标记Xwmc289是距离抗病基因最近的两个侧翼标记,遗传距离分别是10.9cM和19.3cM。为了缩小抗病基因标记区间,以中国春缺失图谱定位的EST序列为基础,通过搜索D基因组序列草图和利用二代测序技术建立的两个亲本间的SNP数据集,新开发了23个连锁的SSR标记、32个连锁的SNP标记和1个STS标记,将抗病基因标记区间缩小到了标记d39和标记d69之间,使抗病基因远离着丝粒一侧缩小了6.4cM。比较基因组学研究显示,粗山羊草抗病基因PmY2280区间与水稻和短柄草之间的共线性较差,仅与水稻6、7、2、4、9染色体,短柄草的1、3、5染色体有极其微弱的共线性,说明利用比较基因组学进行图位克隆PmY2280基因比较困难。该抗病基因位点在Luo等发表的粗山羊草遗传图上对应标记区间,即标记BF478964(85.06cM)与标记Xgdm153(102.72cM)之间没有任何额外标记,这无疑给目标基因区段新的分子标记开发造成了非常大的困难。研究细胞核中线粒体DNA插入事件对于了解小麦的进化具有重要意义。本研究第一次在小麦细胞核中检测到一个52kb的线粒体插入事件,并对其结构、进化和表达进行了研究。在对小麦抗秆锈病基因Sr2区基因组测序过程中,检测到一个含有52-kb的线粒体插入(NUMT)的BAC克隆36I14,随后,又在四倍体小麦基因组文库中筛选到一个含有该NUMT的BAC克隆406B11。比较序列分析显示,尽管两直向同源的NUMT间有插入、缺失和核苷酸替换发生,但整体上该NUMT在两物种间还是非常保守的。序列分析发现,52-kb NUMT存在于中国春小麦,但在小麦Hope中缺失。对NUMT插入边界的扩增表明,二倍体物种中不能产生目标带,但在部分四倍体和六倍体小麦能产生阳性带。利用分子钟推测两直向同源的NUMT插入年代显示,该NUMT大约在378000和416000年前插入到四倍体小麦Langdon和六倍体小麦中国春中。利用保守引物扩增nad7基因的cDNA序列,测序分析发现有32个C-U的RNA编辑发生,其中28个为完全编辑,4个为部分编辑,而且nad7基因序列在核内与线粒体之间存在SNP差异,该差异均与cDNA序列是一致的,这说明检测到的表达的nad7基因来自线粒体,并非细胞核。