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小麦地方种质,又称农家品种、本地品种,是经过漫长的自然选择和人为干预后保存下来的作物遗传资源,具备了对当地自然生态条件的较强适应性和与之相对应的生产潜力,是现代小麦改良重要的重要基因源。长江中下游麦区是我国小麦主要生产区,也是我国小麦条锈病春季流行主要病区。鉴于此,本研究对来自长江中下游麦区的210份小麦地方种质进行系统的苗期、成株期条锈病抗性和产量相关性状鉴定,以期获得一批能直接用于当前小麦条锈病抗性及产量育种的优异种质。在此基础上,分别以来自长江中下游麦区的2份优异地方种质(安岳红小麦和宜宾猪儿麦)为亲本,通过构建重组自交系群体(RILs),结合小麦55K SNP芯片技术,进行高密度分子遗传图谱的构建和成株期条锈病抗性和产量相关性状QTL作图,以期获得控制来自小麦地方种质的条锈病抗性和产量相关性状潜在的新QTL区段,为当前小麦条锈病抗性及产量育种提供有效基因源。获得了如下主要研究结果:1.基于前人已报道的342个条锈病抗性基因/位点/区段,以Maccaferr和Andrzej等人构建的小麦分子标记遗传图谱为参考图谱,基于元分析技术构建了小麦抗条锈病一致性数量性状(MQTL)图谱。该图谱涵盖194个小麦抗条锈病MQTL。其中,81个MQTL与严重度(Disease severity,DS)相关、31个与反应型(Infection type,IT)相关、15个与病程曲线下面积相关(Area under disease progress curve,AUDPC)、44个与DS和IT共相关、6个与DS和AUDPC共相关、13个与IT和AUDPC共相关、4个与其他条锈病抗性性状相关。这些抗条锈病一致性QTL定位于小麦21条染色体,呈非均匀分布,在12个小麦染色体区段成簇存在,分别在2A、4A、5A、1B、2B、3B、5B、6B、7B、1D、2D、7D染色体上。通过与已发表的正式命名抗条锈病基因比较分析,发现大多数正式命名基因定位于MQTL簇区段,说明这些MQTL簇区段很可能是控制小麦条锈病抗性热点区域。2.对210份来源于长江中下游麦区小麦地方种质进行苗期混合小种抗病性鉴定,并于2017年和2018年两年分别在四川崇州和绵阳利用混合小种进行人工接种成株期鉴定和产量相关性状性状分析。结果表明,4份地方种质(红芒糙、早五天、光头麦、圆锥麦)表现为苗期近免疫(IT=0和0;),占所有材料的1.90%。102份地方种质表现为稳定的成株期抗性,占48.57%。结合苗期和成株期抗性表型分析,3份材料表现出全生育期抗性,占1.43%。产量相关性状分析表明,长江中下游麦区在2个环境下均表现出丰富的表型变异。结合条锈病抗性及产量相关性状分析,共鉴定出6份条锈病抗性优异且产量相关性状突出的小麦地方种质:大和尚头(安徽)、肥西三月黄(安徽)、临平洋麦(浙江)、宜宾猪儿麦(四川)、安岳红小麦(四川)和眉山光头麦(四川)。3、苗期和成株期条锈病抗性表型鉴定表明,安岳红小麦(AYH)条锈病抗性属于成株期抗性,受数量性状位点(QTL)控制。利用小麦55K SNP芯片对AYH/台长29(TC 29)重组自交系群体(RILs)进行全基因组分子扫描,构建了高密度SNP分子连锁图谱。共锚定1143个SNP分子标记,涵盖小麦21条染色体,总长度2822.05c M。基于成株期条锈病最终严重度(Final Disease Severity,FDS)、反应型(Infection Type,IT)和病程曲线下面积(Area Under Disease Progress Curve,AUDPC)进行成株期抗条锈病QTL定位。共检测到5个控制成株期条锈病抗性QTL,分别位于1D、2A、5B、和7D染色体上,暂命名为QYr AYH.Sicau-1D.1,QYr AYH.Sicau-2A.1,QYr AYH.Sicau-5B.1,QYr AYH.Sicau-7D.1,以及QYr AYH.Sicau-7D.2,可解释表型变异率为6.10～31.65%。基于已构建的小麦条锈病一致性数量性状位点图谱中国春物理图谱(IWGCS Ref Seq v1.0)发现,QYr AYH.Sicau-7D.2和QYr AYH.Sicau-5B.1可能是控制小麦成株期条锈病抗性潜在的新QTL。遗传效应分析表明,这些QTL或其组合,能显著降低小麦成株期条锈病严重度。针对检测到的2个新QTL,分别开发了能有效鉴定QYr AYH.Sicau-7D.2和QYr AYH.Sicau-5B.1的竞争性等位基因特异性PCR标记(KASP),KASP＿AX-109750388和KASP＿AX-110527974。结合63份四川育成品种进行KASP标记特异性检测,来自四川麦区的育成小麦品种仅有少数育成品种携带鉴定的成株期条锈病抗性QTL。4、利用已构建的SNP高密度分子遗传连锁图谱对AYH/TC29重组自交系群体进行小穗数(SPN)、穗长(SL)、有效分蘖(PTN)、小穗粒数(KNL)、穗粒数(KNS)、穗粒重(KWS)和千粒重(TKW)等产量相关性状进行QTL定位。共检测到32个控制小麦产量相关性状QTL,可解释表型变异率为4.67～24.43%。其中,25个QTL可解释表型变异率超过10%的,分布于1A、2A、2B、2D、3A、3D、4A、4D、5A、5D、6B、6D和7D染色体上。其中,位于4D染色体上控制穗长的QSLAYH.Sicau-4D.1,在2个环境中均能稳定表达。同时发现,1A、3A和4D染色体上分别携带有1个具有一因多效QTL。其中,1A染色体AX-111216460～AX-108728119区间同时控制着有效分蘖、穗粒数和千粒重;3A染色体AX-110922897～AX-111072779区间同时控制着穗粒数和穗粒重;4D染色体AX-109564839～AX-109449898区段同时控制穗长和穗粒数。5、苗期和成株期条锈病抗性表型鉴定表明,宜宾猪儿麦(YBR)条锈病抗性属于成株期抗性,受QTL控制。利用小麦55K SNP芯片对YBR/TC29重组自交系群体进行全基因组分子扫描,构建了高密度SNP分子连锁图谱。共锚定1487个SNP分子标记,涵盖小麦21条染色体,总长度3526.69c M。基于成株期条锈病FDS、IT和AUDPC进行成株期抗条锈病QTL定位。共检测到5个控制成株期条锈病抗性QTL,分别位于2A、2B、5B、和7D染色体上,暂命名为QYr YBR.Sicau-2A.1,QYr YBR.Sicau-2B.1,QYr YBR.Sicau-5B.1,QYr YBR.Sicau-7D.1,以及QYr YBR.Sicau-7D.2,可解释表型变异率为4.94～19.81%。基于已构建的小麦条锈病一致性数量性状位点图谱和比较基因组学发现,QYr YBR.Sicau-7D.1和QYr YBR.Sicau-5B.1与安岳红小麦中QYr AYH.Sicau-7D.1和QYr AYH.Sicau-5B.1共定位在同一区间,表明这两份地方种质可能存在相同的控制小麦成株期条锈病QTL。遗传效应分析表明,这些QTL或其组合,能显著降低小麦成株期条锈病严重度。6、利用已构建的SNP高密度分子遗传连锁图谱对YBR/TC29 RIL群体进行小穗数(SPN)、穗长(SL)、有效分蘖(PTN)、小穗粒数(KNL)、穗粒数(KNS)、穗粒重(KWS)和千粒重(TKW)等产量相关性状进行QTL定位。共检测到31个控制小麦产量相关性状QTL,可解释表型变异率为4.79～16.39%。其中,13个QTL可解释表型变异率超过10%的,分布于1A、2B、3B、4B、5A、5B、6B和7A染色体上。其中,在5A和7A染色体上分别携带有1个具有一因多效QTL。5A染色体AX-110360226～AX-110938645区间同时控制着穗长和穗粒数;7A染色体AX-108902579～AX-08847997区间同时控制着小穗粒数和千粒重。