俄罗斯春小麦品种叶片抗锈病的基因组关联研究

背景

叶锈(柄锈菌triticina是全球常见小麦最危险的病害之一。采用全基因组关联研究(GWAS)、标记辅助选择(MAS)和田间植物病理学评价3种方法对俄罗斯春小麦品种抗叶锈病位点的遗传多样性进行了评价，并对相关分子标记进行了鉴定。

结果

收集了100个俄罗斯春小麦品种，对俄罗斯西伯利亚西部地区特有的叶锈病本地种群的抗性进行了3个季节的评估。结果表明，大部分品种均表现出高敏感P小麦属，叶片锈病的严重程度为60S-90S，但部分品种表现出较高的抗病性(SR < 20MR-R)。利用小麦15k基因分型阵列进行的全基因组关联研究(GWAS)结果显示，位于6D、6A、6B、5A、1B、2A、2B和7A染色体上的20个SNPs与抗叶锈病相关。利用已知抗叶锈病基因的标记进行基因分型表明，大多数品种都含有相关基因Lr1，lr3a.，Lr9, Lr10，LR17A，Lr20，Lr26和LR34这种药物目前对病原体没有效果。在三个小麦品种的基因组中，基因Lr6Ai = 2.继承自Th。媒介对锈病病原体提供了完全的保护。在小麦品种Tulaikovskaya-zolotistaya、Tulaikovskaya-10、Samsar和Volgouralskaya的5AS染色体上定位的QTL可能是一个新的未被描述的抗叶锈病位点。结果还表明，Sonata、Otrada-Sibiri、Tertsiya、Omskaya-23、Tulaikovskaya-1、Obskaya-14和Sirena的1BL染色体可能含有一个未知位点，对当地群体产生抗性反应。

结论

这项研究为俄罗斯春小麦品种抗叶锈病的遗传基础提供了新的认识。与叶锈病抗性显著相关的SNPs可用于标记辅助选择中诊断标记的开发和应用。

面包小麦（t . aestivumL.）是最有价值的食物和饲料作物之一，以及膳食蛋白质和碳水化合物的主要来源之一。俄罗斯联邦以及中国，印度和美国是世界上最大的面包小麦生产商和出口商之一。现代品种的主要特点包括高籽粒产量和质量，对环境因素的适应性和对疾病和昆虫的抵抗力。

在造成面包小麦产量严重损失的病害中，叶锈病(柄锈菌triticinaEriks。）是最普遍和危险的。在俄罗斯，这种疾病每年发生在冬季和春小麦种植的所有地区，并且占作物损失的40％或更多[1，2］．叶锈病的严重危害发生在伏尔加、中部、北高加索和乌拉尔地区。根据长期研究，西伯利亚西部叶锈病的严重程度在过去20年也急剧增加[3.］．2000年以来，在2000、2001、2005、2007、2008、2010和2011年发现了叶锈病的外生植物。除天气条件外，导致这一过程的主要因素还包括病原菌群体的毒力和攻击性的变化，以及小麦品种的高易感性。因此，近年来人们越来越重视培育具有抗叶锈病遗传基础的品种，以防止作物损失和减少农药对环境的影响。

迄今为止，已有100多家Lr在小麦中已经描述了具有永久性和临时性标志的控制幼苗和成株抗叶锈病的基因。其中一半以上的基因遗传自野生小麦和栽培小麦的亲缘:Secale cereale，Ae。tauschii，Ae。spottoides.，t . timopheevii，Th。elongatum，Th。媒介，T. dicoccoides.，Ae。ventricosa.等等[4］．不同的方法用于假设存在Lr小麦品种和选育系的基因。传统的方法是通过对病原菌接种植物的反应进行植物病理学筛选，再与已知的一套等基因系和小麦品种的抗性/敏感性反应进行比较Lr基因。该方法用于推断在单一基因的基因组中的存在和先前未知的阻力因子[5，6，7］．

另一种更现代的方法是应用为已知的抗叶锈病基因开发的DNA标记(SSRs, STS, SCAR, CAPS) [8，9]. 然而，尽管事实上几乎所有人都可以使用分子标记Lr基因，只有少量它们是诊断，推荐用于标记辅助选择（http://maswheat.usdavis.edu/protocols)．大多数标记都是使用来自双重父母交叉的映射群体开发的，这是减少或完全在检测中减少或完全没有特异性的原因之一Lr另一种遗传背景的基因[10，11，12］．

基于大量SNP标记的应用以及联系不平衡（LD）的原理，最现代的方法方法是基因组宽协会研究（GWAS）。目前，GWA广泛用于识别确定农业植物的各种农艺上重要特征的遗传因素，包括对真菌疾病的抵抗力，营养期的持续时间，粮食产量和质量[13，14，15，16］．Gwas允许我们确定已知抗性基因和先前未识别的基因座的存在[17，18］．以春软小麦为例，利用该方法收集了338个春软小麦栽培品种，检测到苗期和成株期抗叶锈病的46个qtl [19］．在另一项可能是新的研究中Lr用1032个品种组成的面板在春面包小麦基因组中鉴定了基因座[20.］．

关于苏联和现代选择各种品种的品种遗传抵抗的数据实际上缺席，并且不存在较少的存在，并且通常只是弱指示。少数公布结果的例子，这表明来自苏联的选择释放的品种含有无效基因Lr3，LR10，LR13［21，22，23，24]. 根据伏尔加地区和克拉斯诺达尔育种的现代俄罗斯品种的分子标记分析结果，推测它们可能含有基因Lr9，LR19，Lr26，以及未知的基因冰草ssp。［25，26］．

需要了解现代小麦品种的抗性水平和抗性遗传基础，以扩大可供育种的抗病品种库。本研究的目的是:1)评估俄罗斯春小麦品种对叶锈病自然种群的敏感性水平;2)假设…的存在Lr基因分析基于GWAS和分子标记分析的结果Lr基因。

小麦品种对叶锈病的田间抗性

2016-2018年西西伯利亚地区的天气条件有利于植物感染叶锈菌（补充文件1：表S1）。2018年越来越多的季节的特点是5月份的温度较低，5月份 - 6月与2016 - 2017年比较的显着超出。2018年锈病感染的第一个症状显示在其他几年后一周。一个field evaluation of the resistance of 100 wheat varieties to the natural population of leaf rust specific to the West Siberian region showed that 38 cultivars displayed high susceptibility (IT = 4, 60–90% on the Cobb’s scale) on both experimental fields over three seasons (Table1)．其余品种的严重等级因试验年份和试验地的不同而不同。对品种对该病原菌敏感性的三年评估结果进行的方差分析表明，差异显著(p < 0.001) between genotypes, environments and the experimental fields (Table2)．

尽管对病原体的反应相同，但与野原-1相比，植物 - 2条件下培养的品种具有尿塞孢子的叶片覆盖率较低（表格1)．因此，在一半的样品中，field -1的感染程度在10 - 40%之间变化，而field -2的敏感性水平仅在21-33个品种中观察到，这取决于田间评估的年份(图)。1)．

在不同的环境条件下，高度和中度抗性的品种的数量不超过10％，其中三种品种（图拉夫斯卡达罗司秀，Tulaikovskaya-10，Samsar），在Samarskii Niiskh中创造，其特征在于所有年度的调查。还注意到基于植物病理学评估的结果，图拉罗拉夫斯卡耶-1，Volgouralskaya，Obskaya-14，Sonata，Sirena，Otrada-Sibiri和Tertsiya，其在田间-2条件下显示出低。

种群结构和关联映射

使用5950个SNP标记分析小麦品种的人口结构。与基因组A（2060）和D（736）相比，最大数量的标记用于基因组B（2615标记）。根据使用程序结构和结构收割机获得的数据，假设的是，最佳的子平整贷液数为5.分析亚型强子的组成没有透露根据来自不同育种公司的起源的清晰分离品种（桌子1)．因此，在所有五个子平整板中介绍了SIBNIIR（NovoSibirskaya oblast）的各种品种。在阿尔泰，Krasnoyarsk，Kemerovo，Tyumen和Omsk地区的繁殖公司中创建的品种是五个超级级的四个中的一部分。除了繁殖线Kuibyshevskaya-2之外，在Samarskii Niiskh中开发的品种被分组为两个亚型（I和IV）。

此外，主成分分析(PCA)在过去程序的帮助下进行[28用来澄清遗传关系。PCA的结果也没有揭示小麦收集到明确的亚种群的遗传显著分布(附加文件2：图S1）。第一个主要成分分别包括14.2和8.3％的遗传变异。缺乏明显的品种分化可以解释，即自上世纪20世纪70年代以来，在纽沙·沃斯科卡（萨拉托夫）中创造的品种变得普遍。这些品种现在已广泛参与西伯利亚和尿布地区的繁殖[29］．

小麦品种的基因分型显示，13007个SNP标记中有118个没有扩增。过滤后，用于关联作图的标记数量为9406个（附加文件）3.：表S2）。映射到A，B或D基因组不同染色体的标记数显着不同，因此对于第四次同源学组的染色体观察到最小数量。MLM模型的两种变体用于GWA，其中一个（MLM-1）包括人口结构和血清关系（问+K)，另一个-传销-2-仅亲属关系(K)．分位数-分位数图(QQ)，表示观测值和预期值之间的对应关系p- 两个模型的值，呈现在附加文件中4:图S2。

基于GWAS结果，共发现8条染色体(6D、6A、6B、5A、1B、2A、2B和7A)上的20个SNP标记，显示可靠的标记-性状关联(表)3.,无花果。2)．结果显示在表格中3.说明MLM-1和MLM-2检测到相同的snp;差异仅体现在mta的信度上，MLM-2模型的mta信度更高。

在染色体6D中揭示了五个小麦品种（Tulaikovskaya-zolotistaya，Tulaikovskaya-10和Samsar）的特征表现为高贡献的重要标记是零等位基因（不含品种的基因组中的片段）。以前，我们已经显示了品种图拉维斯卡耶-5，图拉维斯卡达10和图拉维斯卡亚-100，小麦染色体6d被染色体6ai = 2从小麦草中取代Thinopyrum媒介［31.］．另外，发现这种小麦草染色体携带至少一个叶子锈蚀基因，Lr6Ai = 2.，对于哪些STS标记（附加文件）5:表S3)。对Tulaikovskaya-zolotistaya、Tulaikovskaya 10和Samsar 3个品种6D染色体上的SNP标记进行扩增分析，结果显示20%的长臂标记为空等位基因，提示存在着染色体替换/易位Th。媒介．

显示出显着MTA的两个标记（IAAV8633和BS00037006_51）位于小麦染色体6a的长而短的武器中（表3.)．仅在品种Tulaikovskaya-zolotistaya、Tulaikovskaya-10和Samsar中检测到可靠的有利等位基因。在5AS染色体上鉴定了4个对该性状表型表现有影响的snp(−2.48 ~−3.16)。在Tulaikovskaya-zolotistaya、Tulaikovskaya-10、Samsar和Volgouralskaya 4个品种的基因组中检测到有利等位基因。

在1B染色体上，检测到7个可靠的mta。根据一致性图谱，其中四个SNP位于染色体长臂。在品种组中发现了1BL的有利等位基因，包括分别在Sibirskii NIISKH开发的Sonata、Otrada Sibiri、Tertsiya、Omskaya-23、Tulaikovskaya-1、Obskaya-14和在Samarskii NIISKH、SibNIIRS和Krasnoyarskii NIISKH育种中心创建的Sirena品种。位于1BS染色体上的三个SNP的有利等位基因与来自− 在品种Kinelskaya-60、Omskaya-20和Omskaya-29中检测到0.16至-0.31。

2AL和2BL标记与叶锈病抗性呈显著相关。应该注意的是,标记Excalibur_c18514_238的有利等位基因位于染色体2АL Tulaikovskaya-zolotistaya的基因组方面透露Tulaikovskaya 10, Volgouralskaya品种,而Excalibur_c48404_59的有利等位基因位于染色体2提单在Obskaya-14被发现,奏鸣曲,Tertsiya Omskaya-23。

分子标记分析

利用引物对小麦品种进行基因分型Lr1，lr3a.，Lr9，LR10，LR16，LR17A，Lr20，Lr21，Lr24，Lr25，LR26.，Lr28，Lr29，LR34，LR37,Lr6Ai=2(附加文件5:表S3)如表所示1．它将大多数品种含有基因Lr1，lr3a.，LR10，LR17A,Lr20这些措施目前并不有效。根据标记分析，这些基因分别存在于25、75、48、24和21个品种的基因组中。未发现针对外来抗性基因的引物扩增的PCR片段Lr24，Lr25，Lr28，Lr29和LR37. 七个品种（Altaiskii prostor、Altaiskaya-99、Aleksandrina、Udacha、Tuleevskaya、AN-34和Kiiskaya）发现了长度为1110的片段 使用针对该基因开发的引物J13的bpLr9．根据在分子筛查的基础上获得的已发表的数据，品种Altaiskaya-99，Udacha，Tuleevskaya，Aleksandrina，Sonata和Tertsiya是载体Lr9［22，23，32.］．但是，没有扩增片段诊断Lr9在我们的研究中，在索纳塔和泰特西亚品种中发现了这种物质。

利用针对黑麦1RS染色体设计的prcn -2和ω-sec-P1/P2标记对T1RS进行鉴定。1BL易位含有LR26.基因(附加文件5:表S3)。用Kinelskaya-60、Omskaya-20和Omskaya-29三个品种的DNA扩增诊断片段。在8个品种中，成虫有抗性基因LR34是基于使用标记cssfr3和csLV34获得的结果而假设的(附加文件6:图S3)。识别的Lr6Ai = 2.基因Th。媒介使用STS标记XICG6AI = 2．PCR片段，表明在品种Tulaikovskaya-zolotistaya，图拉潜水杆菌和Samsar中检测到小麦草基因组的存在（附加文件6：图S4）。在简历中。Volgouralskaya，a 220 利用该方法合成了bp片段Xwmc221微卫星标记，推荐用于检测LR19基因。事实上，Volgouralskaya品种是一种LR19使用了Xwmc221、Gb、SCS265和SCS253标记物在其他研究人员的调查中发现[22，23，33.］．

本文介绍了俄罗斯春小麦品种对遗传基因素测定叶片锈病病原体抗性的分析的结果。基于使用GWA获得的数据的比较，假设基因组中抗性基因座的存在，推荐用于检测的PCR标记的扩增Lr基因和不同环境下的植物病理学评价。

与已知抗叶锈病基因的qtl比较

GWAS的结果提示了位点的存在Lr6Ai = 2.从Th。媒介在Tulaikovskaya-zolotistaya、Tulaikovskaya 10和Samsar品种的基因组中(表1)．利用STS引物进行PCR分析也证实了其存在Lr6Ai = 2.在这些品种（附加档案6:图S4)。植物病理学评价表明，该品种在不同环境下表现出接近完全免疫的反应类型，表明该基因具有较高的效率Lr6Ai = 2.．

在图拉维斯卡达唑段，图拉维斯卡耶10和Samsar品种，检测到可靠的MTA，用于映射到5AS，6DL，6A和6AL染色体的标记（表3.)．同时还建立了Volgouralskaya品种与5AS染色体snp的关联。目前，未成年人的轨迹QLr.pbi-5AS映射在面包小麦5A染色体的短臂上[34.］．此外，关联作图揭示了染色体5A上的一个基因组区域，该区域决定了硬粒小麦品种对叶锈病的抗性[35.］．根据qtl的定位及其来源，本研究中发现的5AS上的位点不能归属于任何已知基因。这表明在Tulaikovskaya-zolotistaya、Tulaikovskaya-10、Samsar和Volgouralskaya品种的基因组中存在一个此前未知的抗叶锈病QTL。

基因Lr56，Lr62和Lr64遗传自小麦亲缘Ae。夏隆尼斯，Ae。neglecta,T. dicoccoides.转移到6A染色体[4，36.，37.］．标记在6A染色体上的关联可能是因为来自6Ai染色体的片段的存在Th。媒介既在第六次同源学组的染色体中，也是图拉维斯卡达毒素，图拉维茨卡耶10和Samsar品种的其他染色体。这些情况在文献中描述。例如，对于基因LR38，源自Th。媒介，几种易位线具有小麦草基因组片段7ai = 2L的定位，6d，1d，2a染色体是已知的[38.，39.]. 对于Lr9基因遗传自Ae。Umbellulata.获得的普通小麦品系在染色体4BS, 2DL, 7BS中含有易位[40］．然而，为了证实这一假设，需要进行额外的细胞学分析。

此前，根据植物病理学检测证实的分子分析与Gb和SCS265标记开发的LR19基因，推测Samsar是该基因的载体[21，23，41.］．然而，PCR结果与引物的基因Lr6Ai = 2.，以及对病原菌的反应类型，表明Samsar品种的抗性是由基因决定的Lr6Ai = 2.(附加文件6:图S4)。此外，使用引物wmc221未显示诊断的片段扩增LR19．

三个品种(Kinelskaya-60、Omskaya-20和Omskaya-29)是该基因的携带者LR26.，作为小麦-黑麦运输的一部分引入。GWAS结果显示1BS染色体中存在3个可靠的mta，分子标记prcn -2和ω-sec-P1/P2也证实了这一点。系谱分析表明，这些品种的遗传变异显著。高加索- - -的源头LR26.基因(http://wheatpedigree.net/)参与了他们的创作。此外，由traits genetics GmbH (personal communication)开发的用于1RS/1BL易位的SNP标记TG0025仅在这三个品种中检测到(p < 1.04E-05). For the Kinelskaya-60, Omskaya-20, and Omskaya-29 - carriers of theLR26.基因，反应类型为中度易感（IT = 3/15-50MS），表明该基因的功效降低（表1)．

的存在Lr9通过J13标记通过PCR结果在Altaiskii-Prostor，Altaiskaya-99，Aleksandrina，Udacha，Tuleevskaya，An-34和Kiiskaya品种中发布。但是，GWA没有识别可靠的MTAS（p < 0.001) specific for chromosomal localization of the geneLr9继承自Ae。Umbellulata.作为T6BS.6Bl-6 U＃1 L.植物病理学筛查表明所有品种对病原体的影响易受影响，表明该基因的有效性丧失了叶锈的天然群体。

对GWAS结果的分析表明，七个品种（索纳塔、奥特拉达·西比里、特齐亚、Omskaya-23、Obskaya-14、Tulaikovskaya-1和Sirena）组合成一组，其特征是一组相关的SNP映射到染色体1B的长臂。根据Sing等人提出的植物病理学测试[21),该基因Lr23继承自t .硬质假设在Tulaikovskaya-1的基因组中。考虑到药效的丧失Lr23和Lr9基因P小麦属西伯利亚西部的人口[3.，32.，42.]、对Sonata、Otrada-Sibiri、Tertsiya、Omskaya-23、Obskaya-14、Tulaikovskaya-1和Sirena叶片锈病的低敏感性可能表明在1B染色体上存在一个未知的位点，提供了抗性反应。

西伯利亚西部抗叶锈病基因的有效性研究

结果表明，目前尚无有效的抗病基因柄锈菌triticina在大多数俄罗斯春小麦品种。100个中只有15个品种的特征在于对病原体的高或中等抗性，其中三种品种 - 携带基因Lr6Ai = 2.表现出“免疫”反应类型的LR19基因已保留其有效性，如CV的感染类型所证明。Volgouralskaya和使用RL6040 ischer线之前提到的数据[3.］．可以假设西西伯利亚人口P小麦属不包含对人体有害的种族LR19；然而，这需要对当地人群的毒性进行进一步的研究。然而，很明显，该地区的植物病理学状况与俄罗斯其他地区有根本的不同，在那里，植物的保护作用LR19基因被克服。目前，毒力LR19在许多俄罗斯地区注册，其中培养了这种基因的品种[42.，43.，44.］．

直到最近，在为西伯利亚西伯利亚适应的春小麦品种时，杂交方案主要包括基因来源Lr9和LR19在世界许多地区长期保持其效力[45.，46.，47.］．有证据表明，主要基于杂交学分析的数据，多种各种局部选择含有基因LrTr = Lr9［48.，49.］．但是，密集使用相同类型的材料Lr9基因导致了对该基因有毒性的分离物的出现，因此，它失去了效力。本研究的结果证实了这一点，表明品种携带Lr9具有对病原体敏感反应的特征。

少年基因有效性显着降低LR26.和成虫抗性基因LR34在秋明、鄂木斯克和新西伯利亚地区发现了有毒种族的出现，这些地区是乌拉尔和西西伯利亚地区的一部分[42.，50.，51.］．在我们的研究中，标记分析导致我们假设存在LR34在8个小麦品种(Kuibyshevskaya-2、Altaiskaya-92、Altaiskaya-325、Ustya、Katyusha、Strada-Sibiri、Otrada-Sibiri和Omskaya-29)中均有明显优势。然而，除了Otrada-Sibiri和Omskaya-29，他们中的6人都含有基因LR26.在1BL染色体上发现了一个未知基因，对该病原体高度敏感（它 = 4/15-90年代；桌子1)．

2007-2017年进行的西西伯利亚种群毒力监测显示，对含有叶锈病抗性基因的小麦样品高度敏感Lr1，lr2a.，LR2B.，LR2C.，Lr2d，lr3a.，Lr3bg，Lr3ka，Lr9，LR10，LR11，Lr14a，LR15，LR16，LR17A，Lr20，Lr22a，Lr23，LR26.，LR30，LR32，LR33，LR34，LR44［3.，32.］．重要的是要注意传染性背景有差异（群体P小麦属）来自野外-1和田间-2，其在毒力基因的组成中组成，但在野外-1微气密的感染的侵略性程度中。由携带者的携带者的野外群体的免疫力由载体保存LR19，Lr24，Lr28，LR35，LR45.，LR47，Lr50，Lr52（轻轨)基因。我们的结果表明，当地种群既不包含相应的毒力基因，也不包含所列的抗性基因，可以有效地保护该地区的基因型。

利用全基因组关联研究、分子标记分析和植物病理学评价进行的综合评价表明，大多数研究的俄罗斯春小麦品种没有提供有效抗性的基因P小麦属．结果表明，基因的保护作用Lr9和LR26.已经被克服了，而基因Lr6Ai = 2.和LR19保留它们的有效性。根据已知叶锈病位点的定位和来源，5AS和1BL染色体上的qtl不能归属于任何已知的抗病基因。这些snp位点在本研究中具有可靠的mta，可为叶锈病抗性位点的鉴定提供新的标记。

植物材料和田间试验

植物材料包括俄罗斯联邦8家育种公司培育的100个春面包小麦品种和选育系;这份名单既包括传统品种，也包括现代品种。品种列表见表1和附加文件7：表S4，更详细的谱系信息可在GRIS互联网资源中找到（小麦和小麦的遗传资源信息系统，http://wheatpedigree net.)和IC&G生物资源研究中心的生物资源收集数据库(http://ckp.icgen.ru/plants/fond)．种子取自俄罗斯联邦国家基因库(VIR, Federal Research Center N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources, St. Petersburg;http://db.vir.nw.ru/virdb/maindb)，在联邦研究中心细胞学和遗传学SB RAS (IC&G SB RAS，新西伯利亚)进行维护和繁殖。

小麦品种在2016-2017上生长在11个IC＆G的两种实验领域，位于Novosibirsk Region，进一步指定为现场-1（54.9191°N，82.9903°E）和田间-2（54.8475°N，83.1095°E）。在2018年，植物病理筛查仅在野外-1进行叶片锈蚀性。天实验地块受风的不同影响。Field-1的开放区域提供了对自然感染的最佳评估。现场-2的面积被森林包围，并且不暴露于良好的病原体孢子。然而，由于沉淀，稳定的露水和叶片湿润的持续时间和强度，仍然存在良好的湿度，这使得即使在不利于生锈的发展中也可以评估疾病。

各品种采用随机区组设计，在两个试验田各播两个重复。播种行距为1 m，行距为25 cm，行距为5 cm。在孕穗期和乳期早期，对不受控制的自然侵染叶锈病的田间反应每季度估计两次。反应类型和严重程度评分采用main和Jackson的0 - 4分量表确定[27]及改良的科布量表[52.］．

基因分型和DNA标记分析

基因组DNA从5至7天幼苗中分离，如[53.］．SNP基因分型时，根据制造商的说明，在“Bio-Silica”公司的微柱上纯化DNA。利用tritgenetics公司的Illumina Infinium 15k芯片进行基因分型。www.traitgenetics.de.），其中包括在小麦基因组中映射的13,007个SNP标记[30.］．

假设存在Lr利用为基因开发的PCR标记分析抗性基因、小麦基因型Lr1，lr3a.，Lr9，LR10，LR16，LR17A，Lr20，Lr21，Lr24，Lr25，LR26.，Lr28，Lr29，LR34，LR37，和Lr6Ai = 2．撒切尔近等基因系与小麦品种Lr基因作为对照。按照已公布的方法，在含有50 ng DNA的20 μl反应混合物中进行PCR。所使用的标记、引物序列和参考文献的列表见附加文件5：表S3。PCR产物在1.5%琼脂糖凝胶中分离，用溴化乙锭染色，并在凝胶Doc数字凝胶记录系统（应用生物系统）上显示。

数据分析

使用程序统计计v来执行不同环境中叶片锈蚀数据的数据的差异（ANOVA）分析。10（www.statsoft.ru.)．人口结构(问- 使用程序结构中实现的贝叶斯算法2.3.4 [54.］．问根据5950个SNP标记的基因分型结果计算-matrix。可疑子集群的数量在1 ~ 10之间。采用外加剂模型进行仿真;运行次数为5次，老化长度为20,000次，马尔可夫链迭代次数为50,000次。最可能的簇数是从Delta中计算出来的K(ΔK)统计数据55.]利用基于web的程序结构设计收割机[56.］．利用过去v. 3.15程序中实现的主成分分析(PCA)基于遗传相似性对供试材料进行分组[28］．亲属关系(K)矩阵的计算采用程序TASSEL V. 5.2.24 [57.］．使用一套完整的SNP标记来计算k -矩阵，除了所有分析样本中显示缺失数据的标记。

用亲属矩阵的混合线性模型（MLM）确定标记特征缔协会（MTA）（K)及人口结构(问）使用程序流苏v.5.2.24的协变量。具有小于5％和缺少数据的MAF（轻微等位基因频率）的SNP标记> 20％不包括在分析中。过滤后，标记数为9406.使用两个标准来识别可靠的MTA：1）Bonferroni与α= 0.1的多重校正，其对应于标记明显概率p< 1.06 × 10^{- - - - - -}5;2)错误发现率(FDR)为p< 0.001作为识别与耐药相关标记的阈值，仅考虑在至少两种环境中显示相关的标记。利用Wang等人提供的小麦六倍体染色体共识图确定了与抗性相关的qtl的遗传定位。30.］．

• 2021年1月15日

  本文的修正案已经发表，可以通过原始文章访问。

方差分析:

方差分析;

GWAS：

全基因组关联研究;

它:

感染类型

LD:

连锁不平衡

Lr:

叶锈;

加:

轻微的等位基因频率;

MAS:

标记辅助选择;

传销：

混合线性模型；

MTA:

Marker-trait协会;

QQ:

米料;

QTL:

数量性状位点;

SNP:

单核苷酸多态性

SR:

严重等级

作者感谢Likhenko I.E. (IC&G SB RAS的sibniirs分支)收集了本研究中使用的普通小麦品种。

数据和材料的可用性

作者可以确认所有相关数据都包含在文章和/或其补充信息文件中。

关于这个补充

本文已作为BMC《植物生物学》第20卷补编12020：第五届国际科学会议“植物遗传学、基因组学、生物信息学和生物技术”（PlantGen2019）的文章选集。该补充的全部内容可在网上找到//www.cinefiend.com/articles/supplements/volume-20- supplement-1.．

本文由俄罗斯科学基金(No. 16-16-00011)资助。在预算项目0324-2019-0039-C-01框架下，在人工植物生长实验室进行种子材料倍增。EAS感谢IC&G库尔查托夫基因组学中心在部分方面的支持Lr标记选择，协议号0755-15-2019 -1662。资助方在研究设计、数据收集和分析、决定发表或手稿准备方面没有作用。

从属关系

1. 俄罗斯科学院西伯利亚分部联邦研究中心细胞学和遗传学研究所，新西伯利亚，630090，俄罗斯

   Irina N. Leonova＆Ekaterina S. Skolotneva

2. 库恰托夫基因组学中心细胞学和遗传学研究所SB RAS，新西伯利亚，630900，俄罗斯

   埃琳娜·a .盐水湖

贡献

INL和EAS进行了实验设计;INL和ESS进行了现场试验。INL进行了统计分析和GWAS，并准备了手稿的初稿。所有作者已经阅读并批准了最终版本的手稿出版。

相应的作者

对应于Irina N. Leonova.．

伦理批准和同意参与

本研究不包含任何需要伦理同意或批准的研究。

同意出版

不适用。

相互竞争的利益

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