现代中国小麦抗条锈病的全基因组关联分析

背景

条锈病(黄锈病)是面包小麦(Triticum Aestivum.l .)。在240个中小麦品种和精英曲线上进行了基因组 - 范围的协会研究，与小麦90k单核苷酸多态性（SNP）阵列进行了基因分型，以破译中国种质中条纹耐锈抗性的遗传结构。

结果

在2015-2016种季节的成人植物阶段评估了条纹耐铁抗性，并在2015-2016种季节，湖北省武汉，2013-2014，2016-2017和2018-2019裁剪季节。GWAS使用TASSEL和GAPIT软件识别了12个稳定的条纹铁锈阻力。这些基因座分布在染色体1b，1d，2a，2b，3a，3b，4b（3），4d，6d和7b上，并解释了表型变异的3.6％至10.3％。六个基因座与先前报告的基因/ QTL相对应，包括Sr2 / Yr30 / Lr27，而其他六人(QYr.hbaas-1BS，Qyr.hbaas-2bl.，QYr.hbaas-3AL，QYr.hbaas-4BL.3，QYr.hbaas-4DL,QYr.hbaas-6DS）可能是新颖的。结果表明，这种人群中条纹耐锈性的高遗传多样性。阻力等位基因Qyr.hbaas-2，QYr.hbaas-3BS，QYr.hbaas-4DL,Qyr.Hbaas-7BL.在本面板中很少见，表明他们在中国的条纹铁锈抗性育种方面的潜力。来自与七个映射QTL显着相关的SNP开发了11个Penta-infer扩增难敏突变体系（Parms）标记。预计为映射QTLS的二十七种基因。其中六名被认为是接种后的高相对表达水平的候选者。

结论

本研究开发的抗性种质，映射QTL和PARMS标记是用于提高小麦育种中的条纹耐锈性的资源。

条纹锈病（黄色铁锈），煽动regorage biotroph真菌柄锈菌striiformis即。f . sp。tritici（太平洋标准时间)，是面包小麦(Triticum Aestivum.l .)。一场爆发将迅速破坏绿叶，进而急剧减少光合作用，导致植株发育不良和虚弱，减少每穗粒数，谷粒枯萎，降低粒重。在易感品种播种的农田中，粮食产量损失可达100% [1］．据估计，该病每年造成的粮食减产达547万吨[2］．

利用抗病品种是一种环境友好、经济有效的防治该病的方法[3.］．因此，关于条纹耐锈抗性的遗传研究具有重要意义。宿主阻力分为幼苗或全级抗性和成人植物抗性（APR）[4］．迄今为止，82条纹锈蚀基因已永久指定[5]，更多的被赋予临时名称或数量性状位点(QTL)命名[6］．这些基因在2013年总结到各种研究中鉴定的超过140个QTL [7］．从鉴定的抗性基因中，分离出8个基因（YR36.［8]，Yr18［9]，YR10.［3.]，YR46.［10]，Yr5 / YrSP，YR7.［11]，YR15.［12),而yras2388r.［13]）.

随着宿主和病原体的共同演变，条纹锈病的流行病沿着爆炸和胸围周期进行。广泛使用单抗性基因通常会导致新毒性的出现太平洋标准时间种族，以及随之而来的流行病。抗性基因的分解YR1.在Bima 1和YR9.1提单。1RS wheat cultivars caused huge economic losses in China’s wheat production [6］．迫切需要不断的基因发现来丰富抗性基因的多样性，减缓抗性基因的盛衰周期。从较长期来看，建议将由少量qtl控制的数量抗性进行堆积，以实现对条锈病的广谱和持久抗性。

作为QTL挖掘的有力工具，全基因组关联研究(GWAS)已被广泛应用于小麦多个性状的基因发现，包括全球春小麦地方品种的抗条锈病[14，埃塞俄比亚小麦[15]国际玉米和小麦改善中心（CIMMYT）精英小麦[16]，欧洲冬小麦[17]、中国北方小麦地方品种[18]，以及四川小麦[19］．

在本研究中，我们对240份小麦材料进行了条锈病抗性GWAS研究:1)研究了小麦条锈病反应的表型变异;2)检测了抗条锈病的遗传位点。研究结果有助于了解我国现代小麦品种抗条锈病的遗传基础，有助于通过标记辅助选择(MAS)提高小麦品种的抗条锈病能力。

表型变异

5种环境中条纹锈病最大疾病严重程度(MDS)的最佳线性无偏预测值(BLUP)范围为8.8 ~ 89.1%，平均为49.8%1；额外的文件2)，在整个人口中提出了广泛的疾病应对措施。条纹锈病症状的程度因环境而异。2014年武汉、2017年武汉、2019年武汉、2016年新都和2016年郫县GWAS种群条锈病MDS均值分别为43.6、34.9、71.2、58.1和41.0%。2019年武汉MDS最高，2017年武汉疾病严重程度低于其他环境。这可能与接种和疾病发展过程中不同的气候条件有关，也与自然环境中病原菌的数量有关。现象级别的变化可能会导致条锈病MDS的频率分布不同。方差分析(ANOVA)显示，基因型、环境、基因型与环境交互作用之间存在极显著差异(表)1)．广泛的感人遗传性（H²)估计为0.91，表明环境方差小于基因型方差;因此，该面板可用于进一步的遗传分析。在5个环境中观察到高Pearson相关系数(0.62-0.79)的条锈病MDS(图)。1)．郫县2016年与新都2016年的相关系数最高，武汉2017年与新都2016年的相关系数最低。

甘肃品种对条锈病的抗性最高，平均为20.0%，其次为陕西和四川，分别为35.4和37.0%。河南(55.1%)、山东(57.5%)和江苏(59.5%)的品种更容易感病。2)．CIMMYT系列呈现出良好的抵抗条纹锈，平均MDS为28.6％。

标记覆盖率、遗传多样性和群体结构

去除小等位基因频率(MAF) < 5%、缺失率> 20%的SNPs(单核苷酸多态性)后，使用14578个SNPs进行后续分析。其中，A、B、D基因组分别为5778(39.6%)、6588(45.2%)和2212(15.2%)。A (1.2 SNPs/Mb)和B (1.3 SNPs/Mb)基因组的标记密度高于D (0.5 SNP/Mb)基因组。同样，A和B基因组的遗传多样性和多态性信息含量(PIC)值也高于D基因组(附加文件)3.)．在协会人群中的栽培品种中观察到薄弱的亲属性[20.］．该种群被分为三个亚种群。结果与地理来源和系谱一致。来自I区(北方冬小麦区)、II区(黄淮河流域兼性小麦区)、VIII区(西北春小麦区)和CIMMYT的大部分样品被归为I亚群体(补充文件)4)，大部分IV区(西南秋播春小麦区)品种在亚居群II中，大部分III区品种在亚居群III中。部分来自II区的种质资源也被划分为II和III亚群，表明不同农业生态区间的种质资源交换。

标记-性状关联与有利等位基因的地理分布

鉴定了12个抗条锈病稳定位点2)．这些位点分布在1B、1D、2A、2B、3A、3B、4B(3)、4D、6D和7B染色体上，解释了3.6 ~ 10.3%的表型变异。每个位点在两个或两个以上的环境中被检测到。除稳定位点外，仅在1B(3)、2A(2)、3B、4A(2)、4B(4)、5B、6B、7B(6)和7D染色体上的一个环境中检测到21个qtl5)．流苏和基因组关联和预测综合工具（Gapit）产生了类似的结果（图。3.；无花果。4)．TASSEL比GAPIT检测到更多的mta。TASSEL v5.2.53和GAPIT混合线性模型(MLM)获得的Q-Q图在本研究中显示了良好的控制假阳性，表明mas的可靠性(附加文件6；额外的文件7)．

有利的等位基因Qyr.hbaas-2，QYr.hbaas-3BS，QYr.hbaas-4DL,Qyr.Hbaas-7BL.在本面板中罕见，频率范围为0.05至0.43。其他七个QTL的频率高于0.60。相对较高的有利等位基因频率（0.44）Qyr.hbaas-2和QYr.hbaas-4DL在甘肃品种中观察到0-0.19个，而在其他省份中观察到0-0.19个。的有利等位基因QYr.hbaas-3BS与CIMMYT株系(0.45)相比，在中国小麦(0-0.14)中是罕见的。相比之下,QYr.hbaas-4BL.1广泛适应中国小麦，但在CIMMYT线条中罕见（图。5)．

据推测，来自GWAS小组的51份小麦和192份小麦含有上述成分YR62.和YR64.，分别基于连锁SSR标记分析(附加文件1)．测试了六和52个小麦含量以含有yrsp.和YR7.，分别使用基因特异性标记。没有麦子样本含有YR5.和YR15.表示中国有很多条纹防锈性的空间。

条锈病MDS与有利等位基因数的关系

为了阐明不同qtl中有利等位基因的堆积效应，我们检测了12个定位位点的有利等位基因的数量。有利等位基因的数量从1到12(附加文件1)．线性回归(r² = 0.87) showed the dependence of disease severity on the number of favorable alleles (Fig.6)．蓝田15(11个)、蓝田26(11个)、蓝田21(10个)、蓝田12(10个)和中麦12(10个)等有利等位基因的供试材料抗条锈病能力较强。

用于定位位点的pcr标记

成功开发了一组11个Penta-infer扩增难敏突变体系（PARMS）标记以检测条纹锈蚀QTL的存在（附加文件8)．这11个标记的引物在附加文件中给出9，协议在附加文件中描述10．利用240份GWAS材料对所建立的标记进行验证;结果与芯片数据不一致的频率非常低(3.7-5.9%)。

候选基因预测

当TPMs(每千碱基100万个转录本)高于0.5时，在该区域发现了3个编码NBS-LRR(核苷酸结合位点-富亮氨酸重复序列)蛋白的基因和2个编码受体样激酶(RLK)的基因QYr.hbaas-1BS(附加文件11)．编码抗病蛋白RPM1和NBS-LRR的基因可能是候选基因QYr.hbaas-1DS。当Qyr.hbaas-2区域内，我们鉴定了4个NBS-LRR基因。在附近发现一个TIR-NBS-LRR基因QYr.hbaas-2BL。激酶基因可能是候选基因QYr.hbaas-3AL，QYr.hbaas-4BL.3,QYr.hbaas-4DL。两个RLK基因在QYr.hbaas-4DL。4个编码糖基转移酶的基因和一个atp结合盒基因在QYr.hbaas-3BS。对于QYr.hbaas-6BS，我们鉴定了三种RLK基因和一个基因编码应力响应NST1样蛋白。这些候选基因的最高相对表达水平范围为0.7至6.0。与0 HPI的表达相比，相对表达水平的最高TraesCS1B01G020600，TraesCS1B01G020900（QYr.hbaas-1BS），traests3b01g021100，Traests3b01g022000（qyr.hbaas-3bs），traescs6d01g013600，TraesCS6D01G014300（QYr.hbaas-6DS)超过1.5，表明他们有很强的竞争力。

抗条锈病的表型变异和遗传多样性

利用平均条锈病MDS可以评价不同省份对条锈病的抗性水平。甘肃、陕西和四川样品对条锈病的抗性水平最高。这一结果与这三个省条锈病的严重发生和大量的抗性育种工作相一致。

此外，CIMMYT种质对条锈病表现出较高的抗性。这在一定程度上是由于CIMMYT对条锈病持久抗性育种的悠久历史。来自CIMMYT的病理学家和小麦育种家已经关注部分抗性超过30年了。该抗性源已成功应用于中国春小麦地区，如四川省[19］．中国小麦在CIMMYT种质中的不同电阻背景表明它在中国小麦养殖的用途。

根据有利的等位基因频率分析，甘肃，陕西，四川和CIMMYT耐药股，携带不同的抵抗基因座。抗性基因的高阻力水平和多样性使得它们在繁殖中具有有价值的条纹耐锈抗性。这种多样性也允许小麦育种者对金字塔的各种QTL来实现高水平，广谱，甚至耐用的抗性抗条纹锈蚀。

qtl定位的新颖性

QYr.hbaas-1BS被映射在1BS的远端区域（9.7 MB）。这种染色体臂具有条纹的防锈基因/ QTL，包括YR64.［21),YR15.［12］．大多数以前映射的基因座远非QYr.hbaas-1BS基于物理位置(附加文件12)．连锁标记的基因型YR64.是不符合QYr.hbaas-1BS建议他们不是相同的基因座。QYr.hbaas-1BS不同于YR15.在没有基于基因特异性标记的情况下检测到Gwas面板中的样品以含有该基因。zegeye等。［22]在合成六倍体小麦中检测到1BS（9.1 MB）的QTL（9.1 MB），以便GWAS在合成的六倍体中进行耐压，这是接近的QYr.hbaas-1BS．然而，这种抗性源不太可能在中国小麦中被广泛采用，可能与中国小麦不同QYr.hbaas-1BS的频率QYr.hbaas-1BS这块小组在这面板中非常高。因此,QYr.hbaas-1BS被认为是抗条锈病的新位点。

QYr.hbaas-1DS重叠QYr.nwafu-1DS.1，Qyrst.orr-1ds.,QYr.sun-1D［23，24，25]，距离分别为6.1、8.2和8.3 Mb。这些qtl在1DS上的相互关系有待进一步研究12)．

2AS染色体上抗条锈病的大量基因/ qtl(附加文件12)的报导。其中大部分位于3.8-19.1 Mb区间，包括traes_2as_6bc67dd45，Traes_2AS_A477CDA77，traes_2as_6ce6ab560［16]，Yr2A.1PBL，Yr2A.2PBL，Yr2A.3PBL，Yr2A.4PBL［26]，QYr.tam-2A［27]，Qyr.TSW-2A.3［28]，YrCH86［29]，YrZM175［30.]，QYr.sun-2A［31]，qyr.ufs-2a.［32]，YrR61［33]和一个与IWB57199［15］．Qyr.hbaas-2本研究中绘制的地图也位于这一区域。

在2bl上，YR5./yrsp.，YR7.［34，35，以及许多其他的位置被映射或隔离(附加文件12)．其中一个QTL与wsnp_jd_c744_1111659.是最接近的Qyr.hbaas-2bl.，距离为126.7 Mb。不同的位置Qyr.hbaas-2bl.和2BL上其他报道的位点表明Qyr.hbaas-2bl.是一种用于条纹防锈性的新QTL。基因特异性标记的基因型YR5.，yrsp.,YR7.是不同于Qyr.hbaas-2bl.进一步表明了它们的差异。

QYr.dms-3A［36]，QYrPI182103.wgp-3AL［37]，QYrdr.wgp-3AL［38]，Qyr.Nwafu-3al.［23]，QTL链接到wsnp_jd_c14691_14352459［39]，IWB11855［40),而wsnp_RFL_Contig4814_5829093［22]映射到3al（附加文件12)．其中，QTL链接到wsnp_jd_c14691_14352459是最接近的QYr.hbaas-3AL,距离为30.2 Mb。这个距离表示QYr.hbaas-3AL可能是一个新的抗条锈病QTL。

QYr.hbaas-3BS靠近一个特征良好的肺炎基因座Sr2/YR30./Lr27［41]，距离为3 Mb。Sr2已广泛用于CIMMYT以实现对多种疾病的耐用性。最高频率QYr.hbaas-3BS在CIMMYT中，还表示此QTL可能是Sr2/YR30./Lr27．

在小麦染色体4bl上，Qyrhm.nwafu-4b.［42),YR62.［43]重叠QYr.hbaas-4BL.1和QYr.hbaas-4BL.2，而没有报告的QTL与之相关QYr.hbaas-4BL.3基于物理位置。因此,QYr.hbaas-4BL.3被认为是抗条锈病的新位点。然而，基因型的代表性snp为QYr.hbaas-4BL.1和QYr.hbaas-4BL.2是否与链接标记不一致XGWM251.对于YR62.非常低R²．

在4DL上，一个QTL与Xwmc399（484.7 MB）在oligoculm小麦中[44，离得很近QYr.hbaas-4DL．中国使用的大部分品种来自CIMMYT，而少花品种来自以色列;所以这个QTL可能不是本研究关联的QTL。虽然两个qtl定位在相似的区域，但起源不同。因此,QYr.hbaas-4DL可能是新的。

QTL与IWA167［45]，QYr.sicau-6D［46),而Qyr.ufs-6d.［32]被定位在6DS染色体上。没有一个接近QYr.hbaas-6DS,这表明QYr.hbaas-6DS可能是一个新的轨迹。

对附近的几个条锈病qtl进行了定位Qyr.Hbaas-7BL.,包括QYr.nwafu-7BL［47]，Qyr.Saas-7B.［48]，Qyrsicau-7BL.［19]，QYr.nwafu-7BL［23]，qyr.caas-7bl.2［49， QTL侧翼为wpt - 4342和wpt - 8921［50］．

抗性种质和MTA在条纹防锈性育种中的应用

GWAS人口代表了中国最近耕种小麦的大部分多样性。来自人口的五十四个品种已经实现了1×10的峰值年度面积⁵2000-2016年期间的房屋委员会(http://202.127.42.47:6006/Home/BigDataIndex)．其中9种抗条锈病性能较好，MDS的BLUE值在30%以下。有趣的是，9个抗性品种中的5个，周麦18、周麦22、爱康58、吉麦22和良行99，近年来也在相应地区被用作启动亲本。这表明，在条锈病易发地区，抗性对亲本的选择至关重要。

根据QTL数量与表型的回归，平均条锈病MDS随QTL数量的增加而急剧下降，斜率为−5.4。这一结果表明，所检测的qtl在抗条锈病方面具有良好的应用前景。但是，在未来的研究中还需要验证。为了进一步验证所定位的qtl的作用，这些连锁标记可以在不同的自然群体和双亲本群体中进行检测。具有潜在新qtl的抗性材料可用于双亲本群体的进一步研究。

粮食产量和最终利用质量是大多数育种计划的主要目标，但对非生物和生物胁迫的抗性或耐受性也是稳定粮食产量的主要考虑因素。由于单靠一个小的QTL不能提供足够的抗性，积累小的位点是达到可接受的抗性水平的必要条件。从长期来看，在条锈病流行区，抗性qtl值得逐渐堆积成未结亲本进行进一步改良。本研究开发的PARMS标记具有高通量、低成本和稳定性等优点，将加速这一过程的进行。此外，通过碱性裂解法制备PARMS的DNA模板，既方便又省时[51］．在条纹生锈的区域中，较小的QTL也可以通过表型选择，验证在CIMMYT中是可行的[52］．此外，还有特征明显的抗性基因YR5.和YR15.对流行的汉语有效太平洋标准时间种族尚未纳入中国小麦品种。将这些基因与次要QTL的结合将是另一种用于条纹防锈育种的解决方案。

当通过MAS选择条纹锈QTL的电阻等位质时，各染色体的大部分将以下降（IBD）固定为相同（IBD），这意味着来自供体的周围基因将与靶QTL一起引入。从这个角度来看，耐药捐助者不仅应仔细选择目标特质，而且应仔细选择，但也是最大限度地减少联系阻力的农艺性能。与引入的种质相比，在相应地区的广泛种植的品种可能降低连杆阻力的风险。为避免缩小条纹耐防锈性的遗传多样性，引入来自其他农业生态区域的抗性品种可以丰富抗性基因库。使用这些不适用的捐赠者时，1-2名与大型人口的回复将有助于摆脱不期望的特质。

由于其遗传的复杂性，数量抗性的选育是一个挑战。基因组选择可以促进亲本选择，可能准确预测表型，并增加遗传增益。利用不同基因组预测模型对条锈病APR的平均预测精度达到0.34 ~ 0.71 [53[表明其在小麦育种对条纹耐锈性的有效性。用于验证的QTL和表征基因的标记可以用作基因组选择模型中的固定效果，以提高预测精度。

在本研究中，我们使用小麦90K SNP测定识别12个稳定条纹锈蚀基因座。六条条纹锈蚀座位QYr.hbaas-1BS，Qyr.hbaas-2bl.，QYr.hbaas-3AL，QYr.hbaas-4BL.3，QYr.hbaas-4DL,QYr.hbaas-6DS可能是小说。开发了11个与7个qtl相关的PARMS标记。抗性种质、定位的qtl和开发的PARMS标记可用于抗条锈病育种。

植物材料

小麦协会小组由240个地理上不同的品种和优良品系组成(附加文件)1；无花果。2)，其中229人来自中国12个省:河南(62)、江苏(38)、山东(27)、湖北(21)、陕西(21)、四川(18)、河北(14)、甘肃(9)、山西(6)、北京(5),宁夏(5)、安徽(3),这个集合代表了目前在中国栽培小麦品种与50多个品种种植在每年至少100000公顷,包括主要品种爱康58岁济麦22号，西农979号，周麦22号。这些中国小麦品种是由杨立军和朱占旺在相应机构的许可下收集的。其余11个品种为CIMMYT的10个优良品系和一个澳大利亚品种，由David Bonnett在CIMMYT的许可下提供。

疾病的评估

所有240名可加入所有240名可供选择在Sipan省（30°05'n，102°54'e）和四川省新城（30°83'n，104°15'e）的成人植物阶段的条纹锈蚀。中国，在2015-2016种季节（以下，分别被称为PIXIAM 2016和Xindu 2016）和湖北省湖北省武汉市的南湖实验站（30°48'n，114°32'e），在中国，2013-2014,2016-2017，2018-2019裁剪季节（指出为武汉2014，分别武汉和武汉和武汉2019年）。现场试验用随机完整块进行，具有两种复制。每张剧集都在1米长的一行中播种。条纹防锈敏感品种明县169种植苗圃，作为疾病蔓延，以促进均匀的疾病发展。用普遍存存的混合物接种疾病涂布器太平洋标准时间在2013-2014年小麦拔节期，武汉地区的CYR 32和CYR 33和其他环境的CYR 32和CYR 34进行了比较。CYR34是中国已知的毒性最强的毒株，其毒力/毒力公式为YR5.，YR15./YR1.，YR2.，YR3.，YR4.，YR6.，YR7.，YR8.，YR9.，YR10.，YR17.，Yr18，Yr24 / Yr26，Yr25，Yr27，YR29.，YR30.，YR32.，yrsp.，yra.，YRSK.．CYR32和CYR33对YR10.和Yr24/Yr26除了YR5.和YR15.与CYR34相比[54］．根据当地的做法进行了实地研究。

当感病品种明县169的严重程度达到最大值时，条锈病反应为MDS。随后的分析使用了五种环境下的MDS和跨环境的BLUP(以下简称BLUP)。

统计分析

相关系数用corrgram (https://github.com/kwstat/corrgram.)包(www.r-project.org.)．ACOVA在ICIMAPPAPPT v4.1中进行了ANOVA功能[55］．广泛的感人遗传性（H²)的计算公式如下:H²＝\({\σ}_G ^ 2 \)／（\({\σ}_G ^ 2 \)+\({\σ}_{通用电气}^ 2 \)/ e +\（{\ sigma} _ {\ varepsilon} ^ 2 \）/(重新))\({\σ}_G ^ 2 \)基因型效应,\({\σ}_{通用电气}^ 2 \)是环境效应的基因型，\（{\ sigma} _ {\ varepsilon} ^ 2 \）剩余错误，E是环境的数量，R是复制的数量。布鲁P值计算使用' lme4 '包与R。

基因分型

240个小麦含量与Illumina 90 K SNP阵列进行基因分型[56］．在我们之前的研究中描述了SNP，血缘关系和人口结构分析的呼叫和过滤[20.］．SNP的物理位置被称为中国春季参考基因组序列Refseq v1.0（http://www.wheatgenome.org）。遗传多样性[57]、PIC和MAF由PowerMarker v3.25计算[58］．

链接SSR标记XGWM251.［43),XGDM33.［59用来测试YR62.和YR64.，分别在GWAS面板中。PCR产物经12%聚丙烯酰胺凝胶电泳检测。Gene-specific标记Y15K1［12]所以YR15.和YR5插入对于YR5.［11]用于测试相应的基因。通过1.0％琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物。链接kasp标记Sr2_ger9 3 p用来测试YR30.［60］．Gene-specific KASP标记YR7-A.，YR7-D.对于YR7.和yrsp.对于yrsp.［11]用于测试相应的基因。

全基因组关联分析

使用Tassel v5.2.53中的MLM（PCA + K）进行GWA（http://www.maizegenetics.net/tassel.)及资讯科技及广播局(http://zzlab.net/GAPIT)．由于小麦的连锁不平衡（LD）的程度较高，条纹耐锈抗性的复杂遗传架构，标记有调整的-log₁₀（P)≥3.0为显著值。这一阈值也在以前的GWAS中用于面包小麦的条锈病[17，18，19，61］．在结果中报告了至少两个环境中的基因座在结果中报告并考虑了稳定的QTL。'cmplot'包（https://github.com/yinlilin/r-cmplot.）用于绘制曼哈顿图和分位数（Q-Q）地块与R.导致较低MDS的等位基因被称为有利，而导致较高MDS的人则是不利的。基于与电阻基因座相关联的代表性SNP来计算有利等位基因的频率及其等位基因效应。

重要snp PARMS标记的开发

为方便qtl定位的使用，我们开发了显著相关的snp作为PARMS标记[51］．引物采用PolyMarker (http://polymarker.tgac.ac.uk.)．用pherastar筛选荧光信号^加(BMG LABTECH)， KlusterCaller (LGC Genomics)分析。

预测候选基因

检查了距离QTL代表SNP的距离不超过1 MB的高置信基因，以考虑候选资格。高置信基因的注释被称为IWGSC Refseq注释V1.0（www.heatgenome.org）。在公共小麦表达数据库Triticeae多OMICS中心分析了与疾病相关基因的表达（http://202.194.139.32)，采用Zhang等人(2014)的研究[62］．具有TPM> 0.5的基因作为映射QTL的候选基因。与接种前的那些相比，这些基因的最高表达也将进一步证实他们的候选资格。

从240份小麦品种的90 K小麦SNP序列中生成的基因型数据在欧洲核苷酸档案库PRJEB36125中，https://www.ebi.ac.uk/ena/data/view/prjeb36125.．支持本出版物结果的其他数据包含在文章及其附加文件中。

方差分析:

方差分析

4月:

成熟的植株抵抗

结影：

最佳线性无偏见预测因子

国际玉米和小麦改良中心:

国际玉米和小麦改善中心

GAPIT:

基因组关联和预测集成工具

GWAS:

全基因组关联研究

H²：

广义遗传性

IBD：

相同的血统

加:

轻微的等位基因频率

MAS:

分子标记辅助选择

MDS:

最大的疾病严重程度

MLM：

混合线性模型

MTA：

制造商 - 特质协会

NBS-LRR:

Nucleotide-binding site-leucine-rich重复

改:

五引物扩增耐药突变系统

图片:

多态性信息内容

太平洋标准时间：

柄锈菌striiformisf . sp。Tritici.

QTL:

定量特质基因座

RLK:

受体样激酶

SNP：

单核苷酸多态性

TPM:

每千碱基百万的转录本

感谢默多克大学的李成道博士和北达科他州立大学的蔡锡文博士对这份手稿的评论。我们感谢Drs。夏献春，李成道，廖玉才，闫建兵对实验设计的建议。

PARMS (penta-primer amplification resistant mutation system)标记的开发由国家重点研发计划项目(2016YFD0101802)资助。小麦90 K SNP序列关联群体的基因分型研究由国家自然科学基金项目(31301306)资助。湖北省科技创新计划(2016AHB022)和中国农业科研体系(CARS-03)资助了田间抗条锈病试验。

隶属关系

1. 湖北粮食作物种质和遗传改良，湖北农业科学院粮食作物研究所/湖北省/小麦疾病生物研究中心，武汉，430064

   贾梦杰，李俊辉，陈玲，王文学，刘益科，佟汉文，何伟杰，张玉清，朱占旺，高春宝

2. 武汉大学生命科学学院，湖北武汉430072

   Mengjie贾

3. 湖北省农业科学院植物保护与土壤研究所，湖北武汉430064

   一派杨

4. 美国北达科他州立大学植物科学系，北达科他州法戈58108-6050

   魏张

5. 维多利亚州，110 natmuk Road, Horsham, Victoria, 3400, Australia

   加里Rosewarne

6. 国际玉米和小麦改良中心(CIMMYT)， Apdo。邮政6-641,06600，墨西哥d.f.，墨西哥

   加里Rosewarne

7. 四川农业科学院作物研究所，成都，成都610066

   Enian Yang.

8. 2 .长江大学粮食工业湖北省协同创新中心，湖北荆州434025

   Chunbao高

贡献

ZZ和CG设计了实验。MJ、JL和ZZ进行了实验。LC和WZ对小麦基因分型做出了贡献。LY、GR、EY、WW、YL、HT、WH、YZ参与田间试验。MJ和ZZ分析了数据。MJ和ZZ写了这篇论文。所有作者阅读了这个手稿的最终版本并批准了它的出版。

相应的作者

对应于展望朱或Chunbao高．

伦理批准和同意参与

我们声明，这些实验符合中国的伦理标准和法规，所有小麦品种或育种系的收集都符合国家和国际指南。

同意出版物

不适用。

竞争利益

两位作者宣称他们没有相互竞争的利益。

出版商的注意

施普林格《自然》杂志对已出版的地图和机构附属机构的管辖权要求保持中立。

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