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近期,安徽省农业科学院作物研究所万映秀研究员团队联合西北农林科技大学吉万全教授团队完成的题为“Comparative molecular cytogenetic analysis and molecular marker development of wheat-Leymus mollis and wheat-Psathyrostachys huashanica 7Ns alien chromosome lines”的研究在Journal of Integrative Agriculture(《农业科学学报(英文)》,JIA)优先在线发表。
该研究聚焦小麦远缘杂交中两个关键野生亲本—滨麦(Leymus mollis)和华山新麦草(Psathyrostachys huashanica)的7Ns染色体。研究综合运用分子细胞遗传学、转录组学和分子标记技术,系统比较了二者导入小麦后的染色体结构、抗病性及遗传效应,首次揭示了同被命名为“Ns”染色体之间存在显著的功能分化,定位到一个新的赤霉病抗性基因,并开发了一套实用的7Ns染色体特异性分子标记。
深度解析结构差异,定位赤霉病抗性新基因
通过GISH/FISH和SNP芯片分析,研究发现华山新麦草7Ns附加系(H1)的长臂末端存在约20%的染色质(约120 Mb)缺失(图1)。抗病鉴定表明,所有携带7Ns染色体的材料均对赤霉病表现稳定抗性(图2E),且排除了已知主效基因Fhb7,将这一赤霉病抗性新基因精细定位在7Ns染色体短臂上。

图1 GenoBaits®WheatplusPh芯片分析
明确条锈病抗谱差异,锁定广谱抗性关键区段
滨麦7Ns材料(M10、M8)对CYR29、CYR32、CYR34等流行小种表现出广谱抗性,而华山新麦草材料(H1)仅对CYR23、CYR31、CYR32免疫,抗谱相对较窄(图2A-D)。结合H1的长臂末端缺失,研究推断控制广谱抗性的关键基因很可能位于7Ns长臂末端的缺失区段。

图2 M10、M8和H1的抗病性及农艺性状评价(A-C为不同小种苗期条锈病抗性鉴定;D为成株期条锈病抗性鉴定;E为赤霉病抗性,F-R为农艺性状评估)
开发36个染色体特异性分子标记,搭建育种应用桥梁
基于对7Ns染色体特异性转录本的系统筛选,研究团队成功开发出36个可用于常规PCR检测的分子标记,包括24个通用标记、9个滨麦特异标记和3个华山新麦草特异标记,其中7个标记与抗病功能直接相关,为育种家在早期世代快速追踪和利用7Ns染色体上的优异基因提供了高效工具。
该论文第一作者为安徽省农业科学院作物研究所杜欣博士,通讯作者为西北农林科技大学农学院吉万全教授,共同通讯为安徽省农业科学院作物研究所万映秀研究员和西北农林科技大学农学院邓平川副教授。研究得到了国家重点研发计划、安徽省农科院人才项目、国家小麦产业技术体系等项目的资助。
Cite the article:
Xin Du, Yanlong Jin, Xiaomin Xu, Yanzhen Wang, Tingting Li, Jixin Zhao, Changyou Wang, Tingdong Li, Chunhuan Chen, Xinlun Liu, Yingxiu Wan, Pingchuan Deng, Wanquan Ji. 2026. Comparative molecular cytogenetic analysis and molecular marker development of wheat–Leymus mollis and wheat-Psathyrostachys huashanica 7Ns alien chromosome lines. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2026.01.028
https://doi.org/10.1016/j.jia.2026.01.028
Journal of Integrative Agriculture(《农业科学学报(英文)》, JIA)由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院与中国农学会主办,中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊,月刊。创刊于2002年,现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4,位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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