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源于偃麦草小麦白粉病抗性的遗传与基因定位
摘要
白粉病是小麦生长过程中的阻碍因素，会对小麦产量和品质造成负面影响。在小麦种植中，抗白粉病基因的筛选和利用可以提高小麦生产效率和抗病能力。本文综述了偃麦草对小麦白粉病的抗性和相关基因定位研究，深入探讨了偃麦草与小麦的遗传关系以及抗性基因的迁移与重组现象。
关键词：白粉病；小麦；偃麦草；抗性基因；遗传
引言
小麦（TriticumaestivumL.）是全球最重要的粮食作物之一，其生产受到许多非生物和生物因素的干扰，其中包括白粉病（powderymildew）的感染。白粉病是小麦叶片及其他地方密生白粉状菌丝体和分生孢子所引起的真菌病害，是小麦栽培中的常见病害之一。白粉病导致小麦叶片和茎的受损，进而影响小麦的生长和发育，降低产量和品质。因此，筛选和利用抗白粉病基因的小麦品种对小麦生产至关重要。然而，目前已知的抗白粉病基因有限，因此需要深入研究并挖掘新的抗性基因资源。
偃麦草（LeymusracemosusLam.），是一种广泛分布于草原和荒漠地区的植物，是小麦的近缘种。偃麦草作为耐旱、耐寒植物，具有抗白粉病的性质，被广泛应用于草原恢复和农业生产中。因此，对偃麦草抗白粉病的研究已成为近年来研究的热点之一。
遗传和基因定位
研究表明，小麦和偃麦草属于同一属，其基因组相似度高达98%。因此，两者之间的基因互通性也比较广泛。多项研究在偃麦草和小麦之间发现了抗白粉病的遗传关系。将偃麦草和白粉病易感的小麦杂交，也可发现这种杂种（F1）对白粉病具有较强的抵抗力。
研究人员通过分子标记和遗传分析技术，成功地将小麦和偃麦草中负责白粉病抗性的QTL（量性状基因）相互转移。最近的研究发现了偃麦草中一个与白粉病抗性相关的基因Lr82，其定位于第2号染色体上，可与小麦的白粉病抗性基因联合起来，形成新的小麦品种并增强抗病能力。
基因序列分析与功能鉴定
谷氨酸酶和响应机制
研究表明，谷氨酸酶（glutamatedehydrogenase,GDH）在植物抗白粉病过程中起着重要的作用。GDH通过调节谷氨酸的代谢途径和细胞色素c的合成来增强植物的免疫系统，从而抵抗病菌侵染。基因序列对比分析结果显示，偃麦草中的GDH与小麦中的GDH具有高度相似性，因此推测它们可能为相同的基因。针对偃麦草和小麦中GDH基因序列的比对和功能鉴定，为和小麦抗病育种提供了有力的基础。
响应机制也是植物抗白粉病的重要部分。研究表明，偃麦草对于链霉素（cycloheximide）存在下游响应的能力更强，链霉素作为合成蛋白质的抑制剂，能够干扰病原菌在寄主细胞内蛋白质的合成和代谢途径，从而使偃麦草对白粉病的抵御能力更强。
抗性基因重组和同源协同作用
遗传重组和基因保持都能导致抗性基因产生新的转录本和同源协同作用。因此，充分挖掘偃麦草和小麦的抗性基因资源，有助于增强小麦的抗病能力。研究表明，偃麦草中的抗白粉病基因和小麦中的白粉病抗性基因具有较高的同源性，可以通过杂交和重组形成新的基因组。同时，他们在同源协同作用上的表现也是值得关注的一个重要方面。
结论
偃麦草具有抗白粉病的性质，其抗性基因资源在小麦的抗病育种中具有重要的应用价值。抗白粉病基因与谷氨酸酶、链霉素以及其他信号通路相关基因协同作用的机制值得深入研究，对小麦的抗病育种具有重要意义。此外，重组和同源基因的利用可为小麦提供更加强劲的抗病能力。但是，需要注意的是，抗白粉病基因的功能和表达调节机制等方面均需要进一步研究，以便更加准确地理解这些基因在抗病过程中的作用。