黑麦(Secale cereal L., RR, 2n=14)是小麦的近缘属，蕴含丰富的可用于小麦遗传改良的优异基因。然而，由于遗传累赘等原因，限制了黑麦基因在小麦抗病育种中的应用。发掘新的黑麦抗病基因，并通过染色体工程的方法创制小片段易位系，能够消除遗传累赘，从而更好地将外源基因应用到小麦抗病育种中。中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心安调过研究组规模化创制了抗白粉病小麦-黑麦6RS小片段易位系新种质，并将抗病基因PmW6RS定位于黑麦6RS染色体上对应威宁黑麦参考基因组18.38 Mb的物理区间内，为小麦抗白粉病育种提供了新的种质基因资源，并为PmW6RS的克隆奠定了基础。
该研究利用一整套新创制的小麦-黑麦二体附加系和端体附加系材料(Liu et al., 2022)，将一个全生育期广谱抗白粉病基因PmW6RS初步定位在黑麦6RS染色体上。利用60Coγ辐射黑麦6RS附加系，通过基因组原位杂交GISH进行筛选鉴定，共获得164份小麦-黑麦6RS易位系材料。苗期和成株期白粉病鉴定结果表明，其中106份6RS易位系材料对白粉病免疫。通过构建黑麦6RS染色体物理图谱，将PmW6RS定位于黑麦6RS染色体0.58-0.66区段，对应威宁黑麦参考基因组50.23-68.61 Mb之间的18.38 Mb物理区间，含有23个抗病相关基因，并与9对分子标记共分离，可用于抗病6RS染色体片段的追踪检测和分子标记辅助选择育种。将39份对白粉病免疫的小麦-黑麦6RS小片段易位系与多个小麦主栽品种进行回交转育，获得抗白粉病且农艺性状优异的纯合小麦-黑麦6RS小片段易位系新种质，为PmW6RS应用于小麦抗病育种奠定了基础。
(A)具有不同片段大小和易位类型的小麦-黑麦6RS易位染色体；
(B)黑麦6RS染色体上抗白粉病基因PmW6RS的物理定位
该研究结果以“Development of novel wheat-rye 6RS small fragment translocation lines with powdery mildew resistance and physical mapping of the resistance gene PmW6RS” 为题于2023年8月7日在线发表于Theoretical and Applied Genetics。中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心的王婧博士为该论文的第一作者，安调过研究员为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目和河北省自然基金项目的资助。
论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-023-04433-8
