ICARDA春小麦遗传变异与条锈病抗性的全基因组关联分析：WANA地区抗性基因挖掘与标记辅助育种应用

为解决小麦条锈病(Pst)对全球粮食安全的威胁，国际干旱地区农业研究中心(ICARDA)团队通过多环境GWAS（全基因组关联分析），在154份春小麦种质中鉴定出136个显著标记-性状关联(MTAs)和17个候选基因，包括已知抗性基因Yr18/Yr57和新位点。该研究为WANA地区小麦抗病育种提供了分子标记资源和优异亲本，成果发表于《Ecological Genetics and Genomics》。

　　

小麦条锈病的阴影与曙光
小麦作为全球25%蛋白质和20%热量的来源，正面临条锈病(Puccinia striiformis f. sp. tritici, Pst)的严峻挑战。这种真菌病害在西亚洲和北非(WANA)地区可造成70%的产量损失，而病原菌不断进化的新小种（如PstS11、PstS14和ME2018）使得传统抗性基因迅速失效。国际干旱地区农业研究中心(ICARDA)长期致力于培育广谱抗性品种，但多环境条件下抗性基因的稳定性仍是未解难题。

多环境联合作战方案
研究团队选取154份ICARDA春小麦种质，在土耳其、摩洛哥和埃及的4个试验点进行田间表型鉴定，采用感染系数(CI)量化成人植物抗性(APR)。通过17,692个SNP标记进行基因分型，运用混合线性模型(MLM)校正群体结构后开展GWAS分析。

关键发现层层递进
1. 抗性种质筛选
52份材料在≥3个地点表现稳定抗性，包括G101、G117等20个精英基因型，其CI值显著低于感病对照。

2. 遗传架构解析
染色体2A/3B/4A/5B/7A上检测到136个显著MTAs（-log₁₀(p)>3.0），其中AX-109902001(6A)、Excalibur_c37115_306(3B)等标记在4个地点均显著。17个候选基因中，部分与Yr18/Yr57共定位，其余可能代表新抗源。

3. 环境互作启示
不同地点抗性表现存在基因型×环境互作，如摩洛哥Merchouch站点筛选出的35份抗性材料中，仅57%在埃及Sids保持抗性，提示需开展区域性适配育种。

抗病育种的基因密码本
该研究首次系统绘制了ICARDA春小麦在WANA地区的条锈病抗性遗传图谱，证实已知抗性基因Yr18/Yr57的跨环境有效性，同时发现6A/7B染色体上的新QTL。通过标记辅助选择(MAS)将这些位点与农艺性状聚合，可加速培育广谱持久抗性品种。G101等稳定抗性材料已具备直接推广潜力，而多环境GWAS策略为其他作物抗病研究提供了范式。论文突破单点研究的局限，为应对病原菌快速进化提供了分子武器库，对保障干旱地区粮食安全具有战略意义。