小麦条锈病是由小麦条锈病(Pst)引起的一种严重威胁小麦生产的病害。中国是世界上最大的条锈病流行地区，每年有超过2000万公顷的小麦受到条锈病的影响。目前使用抗病品种是减少产量损失的首选经济方法。近日，Theoretical and Applied Genetic在线发表了题为“Identification of stripe rust resistance gene YrBDT in Chinese
landrace wheat Baidatou using BSE‑seq and BSR‑seq“的文章，文章对白大头小麦抗条锈病基因YrBDT进行精细定位和候选基因分析，开发与YrBDT密切相关的分子标记，为白大头ASR基因克隆和分子育种奠定基础。![]()
1.白大头苗期抗性鉴定
在苗期和成株期用pst菌种CYR31接种白大头，白大头均表现抗性。接种白大头×辉县红杂交后代F1、F2和F2：3群体，F1表现全抗，接种苗期7,517个F2群体抗：感=3：1，成株期2476个F2群体抗：感=3：1，F2：3群体纯抗：分离：纯感=1：2：1，表明其为单基因控制，暂时命名为YrBDT（图1）。![]()
图1 白大头和辉县红对条锈菌反应
2. YrBDT精细定位
通过BSE-seq分析，发现17837个多态性SNPs，多态性SNPs /InDels在全基因组中的分布呈现出一个显著的单峰，集中在6D染色体短臂上5.4 Mb的间隔内。用亲本SNP过滤后，BSE-seq显示出61个高可靠的多态性SNP，48个位于染色体臂6DS上0.49-5.56-Mb基因组区，13个位于染色体1D、3D和6B上。![]()
图2 小麦基因组多态性SNPs在抗(R)和感(S)群体间的分布
4.51和4.66 Mb SNP的920bp和650bp侧翼序列分别存在178bp和22bp的InDels，将其转化为STS标记—STS1和STS2，这两个标记分别在4.32和3.85 cM的遗传距离上与YrBDT连锁。通过与中国春基因组序列比对，发现白大头和辉县红的其他SNPs，设计标记CAPS1、CAPS2和KASP75，STS3，最终将YrBDT定位到STS2和STS3之间5.48 cM的遗传区间，跨越染色体臂6DS上943.6 kb (4,658,322-5,601,880 bp)的基因组区域。区间内定位到25个高置信度的注释基因，其中有5个与抗病相关。![]()
图3 YrBDT连锁图谱
3. 候选基因分析
5个与抗病相关基因都编码TIR-NBS-LRR蛋白。BSR-seq分析显示，与R-pool相比，S-pool中有3642个基因表达下调，感染CYR31后，在9436 kb靶区，只有TraesCS6D03G0027300基因在R-pool中的表达明显高于S-pool。利用TraesCS6D03G0027300的2567和2569 bp多态性SNP设计的标记CAPS3基因分型表明，该标记与抗性等位基因共分离。TraesCS6D03G0027300首先在12 hpi处表达，随后在白大头的1-12 dpi处表达量增加，除5 dpi处外，表达量远高于辉县红(图4)。故认为TraesCS6D03G0027300是YrBDT的候选基因。![]()
图4 不同时间下 TraesCS6D03G0027300在白大头和辉县红中的相对表达量
