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小麦锈病主要包括条锈病(stripe rust)、叶锈病(leaf rust)和秆锈病(stem rust)三种,是严重危害小麦生产的一类真菌病害。由小麦条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici)和秆锈菌(Puccinia graminis f. sp. tritici)引起的条锈病和秆锈病是世界范围内影响小麦生产的重要病害,一旦病害发生,将造成严重的产量损失。因此,发掘、研究、利用抗病基因,培育抗病品种是防治该类病害最为经济、安全、有效的措施。本研究内容主要包括两个方面, (1)分别对来自印度圆粒小麦AS348的隐性抗条锈病基因YrSph和来自普通小麦种质HRMSN-81的显性抗条锈病基因YrHRMSN-81进行遗传分析及其分子作图； (2)对来自一粒小麦T. monococcum的温度敏感型抗秆锈病基因Sr21和隐性广谱抗秆锈病基因SrTm4进行精细定位。主要结果如下：一、来自印度圆粒小麦AS348的隐性抗条锈病基因：YrSph的遗传分析及其分子作图以来源于印度圆粒小麦AS348的稳定抗条锈病新种质D31与感病品种台长29(D31/台长29)构建作图群体。利用条锈菌优势小种条中32号(CYR32)对亲本D31和台长29及杂交后代F1、F2、BC1群体进行抗性鉴定,并利用SSR、SRAP和TRAP技术筛选和鉴定与抗性位点连锁的分子标记。结果表明：1、D31对条锈病的抗性是由一个隐性单基因控制的,暂时定名为YrSph。2、筛选到4个SSR标记、3个SRAP标记和3个TRAP标记与该抗病基因连锁。其中侧翼标记Xwmc246和F-me15/R-me6与抗病基因的遗传距离分别为8.5 cM和6.9cM。3、基于小麦SSR遗传图谱,将抗病基因YrSph定位到染色体2AS。4、基因特性、系谱分析和分子标记的结果表明,YrSph很有可能是一个与已知抗条锈病基因不同的新基因。二、来自国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的种质HRMSN-81条锈病抗性基因YrHRMSN-81的遗传分析及其分子作图以源自国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的抗性种质HRMSN-81与感病品种台长29(HRMSN-81/台长29)构建作图群体。利用条锈菌小种条中31号(CYR31)、条中32号(CYR32)和条中33号(CYR33)对亲本及杂交后代F1、F2、F2：3群体进行抗性鉴定,并利用SSR、PGAP、SRAP和TRAP等标记技术筛选和鉴定与抗性位点连锁的分子标记。结果表明：1、HRMSN-81的抗性由一个显性基因控制,且表现为全生育期免疫抗性,暂时定名为YrHRMSN-81。2、共找到11个与抗病基因YrHRMSN-81连锁的分子标记,其中与抗病基因最近的标记为Xwgp-180bp,遗传距离为3.4 cM。3、利用整套的中国春缺体-四体、中国春2D染色体端体材料和连锁的SSR标记,将YrHRMSN-81定位到染色体2DS上。4、基因特性和分子标记定位的结果表明,抗性基因YrHRMSN-81是一个不同于其它已经被定位到2D染色体上的抗条锈病基因。三、来自于一粒小麦T. monococcum ssp. monococcum的秆锈病抗性基因Sr21精细作图选取Sr21的一粒小麦载体材料CI 2433(PI 10474)、3个六倍体单基因系TD,TDL,W3586和4个感病对照Chinese Spring (CS), LMPG-6,W2691,PI272557,分别接种16个秆锈病生理小种(包括Ug99和它的变种)对Sr21进行抗性鉴定,共设置5个条件：16℃/15小时光周期,20℃/15小时光周期,24℃/15小时光周期,20℃/10小时光周期和20℃/20小时光周期,以研究Sr21的抗性表现与温度和光周期的关系。以另外两个抗性亲本栽培一粒小麦DV92和野生一粒小麦G3116分别与感病一粒小麦PI272557构建了2个精细定位的F2作图群体。选用来自群体PI 272557×DV92的938个F2单株和来自群体PI 272557xG3116的2850个F2单株及其衍生的F2：3家系进行定位分析。通过利用已知的水稻、短柄草和小麦基因组序列信息,应用比较基因组学的方法,对该基因进行精细作图。结果表明：1、Sr21的抗性表现与温度有关。当温度为160C时,Sr21的载体材料和感病对照一样都表现为感病反应；而当温度为20℃和24℃时,感病对照依然表现为感病反应,而Sr21的载体材料都表现为抗性反应。同时不同的光周期对Sr21抗性表现影响不大。2、利用两个大的作图群体(共包含3788个F2单株)进行精细定位,共找到了19个与基因Sr21连锁的分子标记,并将基因定位到2个CAP标记FD527726和EX594406之间,遗传距离分别为0.15 cM和0.05 cM。3、确定了Sr21所在的染色体区段对应的短柄草和水稻的共线性区域,在短柄草基因组中为88kb(Bd5：24573330bp-24661358bp)和在水稻中为138 kb(Chr4：31527861bp-31665411bp),这两个共线性区段内分别有包含了12个短柄草基因和24个水稻基因。并且分析发现,在这些直系同源基因中有一系列典型的具有NBS-LRR结构的抗性候选基因。4、但是,进一步验证发现共线性区段内的12个短柄草基因对应的小麦直系同源基因都不是Sr21。四、来自于一粒小麦T. monococcum ssp. monococcum的秆锈病抗性基因SrTm4精细作图以抗病亲本栽培一粒小麦PI 306540分别与感病一粒小麦G3116和PI 272557构建了2个精细定位的F2作图群体。从中选择2281个F2单株(89个单株来自群体PI272557×PI306540,2192个单株来自群体G3116×PI306540)及其衍生的F2：3家系进行抗病基因的定位分析。在接种生理小种TTTTF的条件下,对杂交后代F1、F2、关键重组体的F2：3进行抗性鉴定。通过利用公布的短柄草基因组序列信息和小麦基因组序列信息,应用比较基因组学的方法,对该基因进行染色体定位并构建精细的遗传图谱。结果表明：1、一粒小麦材料PI306540携带一个隐性抗秆锈病基因,且该基因对于鉴定的10个秆锈病小种都表现抗病反应,暂时定名为SrTm4。2、利用两个作图群体(共包括2281个F2单株)进行定位分析,共找到了17个与基因SrTm4连锁的分子标记,并将基因定位到2个CAP标记CD903048和DR732348之间,遗传距离分别为0.05 cM和0.16 cM。3、基因特性、抗谱分析和分子标记定位的结果表明SrTm4和Sr21是明显不一样的抗性基因；而对于SrTm4和Sr48,一系列的分析结果依然很难准确判断它们之间的关系,还有待于进一步的研究。4、确定了SrTm4所在的染色体区段对应的短柄草的共线性区域为54kb(Bd5：27074162bp-27127725bp),这个共线性区段内仅有9个短柄草基因。分析表明,这个共线性区域内无典型的具有NBS-LRR结构的基因。