本研究围绕小麦黄矮病这一严重威胁全球小麦产量与品质的病害展开，创新性地运用基因组原位杂交（GISH）技术，旨在建立一套精准甄别抗黄矮小麦的高效方法。通过对大量小麦品种及种质资源的样本处理、严谨实验操作与数据分析，成功明确了抗病与感病小麦在基因组层面的差异特征，不仅精准鉴定出携带抗黄矮病关键基因的小麦材料，还为后续抗病小麦选育、基因定位及功能解析提供关键技术支撑与理论依据，有力推动小麦抗黄矮病育种进程。
（一）小麦黄矮病现状及危害
小麦作为全球重要的粮食作物之一，关乎着数十亿人口的基本口粮供应。然而，小麦黄矮病犹如高悬在小麦产业头顶的 “达摩克利斯之剑"，由蚜虫传播的大麦黄矮病毒（BYDV）引发，该病具有爆发突然、传播迅速、危害范围广等特点。染病小麦植株初期叶片发黄、生长迟缓，随后光合作用严重受阻，麦穗发育不良，产量锐减可达 30% - 70%，在重病区甚至可能绝收。且随全球气候变暖、贸易往来频繁，其发病频率与传播范围呈上升、扩大态势，给小麦安全生产带来极大挑战。
（二）传统抗病甄别方法的局限
过往鉴别抗黄矮小麦多依赖田间表型观察与人工接种鉴定。田间观察易受环境因素干扰，不同年份、地域气候差异致使小麦生长表现波动，难以精准判断抗病性；人工接种虽能一定程度模拟发病，但操作繁琐、耗时久，还存在病毒接种量与发病程度把控不准问题，且无法从根本上揭示小麦内在抗病遗传机制，难以满足高效、精准育种需求。
（三）基因组原位杂交技术优势及应用前景
基因组原位杂交技术是分子细胞遗传学领域 “利器"，能直接在染色体水平定位特定 DNA 序列。用于甄别抗黄矮小麦时，可清晰呈现抗病基因在基因组位置、拷贝数及与其他染色体关系。相较传统方法，它不受环境左右，以直观、精准视角直击小麦抗病遗传本质，为快速锁定抗病种质、挖掘抗病基因、培育优质抗病品种开辟全新路径，在小麦抗病研究领域应用潜力。
（一）实验材料
小麦样本收集：从国内外各大种质资源库、小麦主产区广泛搜集不同生态型小麦品种 200 余份，涵盖已知抗黄矮品种、感病品种及野生近缘种，确保样本遗传多样性丰富，合理囊括潜在抗病基因资源。每份样本种植于防虫网室，严格管控生长条件，在三叶期、拔节期、抽穗期分别采集新鲜叶片，迅速液氮速冻后 -80℃保存备用。
探针制备：以已克隆、测序明确的抗黄矮病关键基因片段为模板，运用 PCR 技术扩增、标记探针。选用生物素、高效标记物，经严格纯化、质量检测，保证探针特异性与灵敏度，能精准识别小麦基因组对应抗病基因区域，为后续杂交奠定基础。
（二）实验方法
染色体玻片制备：取小麦幼嫩根尖，置于饱和对二氯苯溶液预处理，卡诺氏固定液固定，随后用 1mol/L 盐酸解离细胞壁，改良苯酚品红染色，压片法制得染色体分散良好、形态清晰玻片；经梯度乙醇脱水、空气干燥，玻片 -20℃储存备用，确保染色体完整、结构清晰利于杂交。
原位杂交流程：将玻片在 70℃变性液处理使染色体 DNA 解链，迅速冰浴淬火；探针与杂交缓冲液按比例混合，滴加玻片，加盖玻片封片后置于保湿盒，37℃杂交 16 - 24 小时，期间维持温湿度稳定，促使探针与靶序列充分互补配对；杂交后依次经严谨洗脱去除非特异性结合探针，再用荧光标记抗生物素、抗体孵育，使杂交信号放大、可视化。
（三）显微镜观察与数据分析
荧光显微镜成像：玻片置于荧光显微镜，选用合适滤光片组合，分别捕捉染色体与杂交信号荧光图像；调整焦距、曝光参数，获取多视野、高分辨率图像，保证各染色体及杂交位点清晰呈现；对每个样本随机选取 10 个视野拍照记录，留存原始图像数据。
数据分析：利用专业图像分析软件定量分析杂交信号，测量信号强度、面积、位置；统计各小麦品种抗病基因位点数目、分布规律；通过聚类分析、主成分分析等多元统计方法，对比不同品种杂交结果，依抗病基因特征精准甄别抗黄矮小麦，构建品种抗病性数字化评价体系，绘制直观抗病图谱。
（一）抗病与感病小麦基因组杂交信号差异
直观呈现：抗黄矮小麦品种在预期染色体区域呈现强而集中的杂交信号，荧光亮点清晰、规则，位置与已知抗病基因定位相符；感病品种对应区域信号微弱、弥散甚至无信号，鲜明揭示二者在抗病基因携带状态的本质区别，图像为抗病甄别提供最直观证据。
量化分析：经软件测算，抗病品种平均信号强度比感病品种高 3 - 5 倍，信号面积精准定位在特定染色体臂，占该臂总长特定比例；数据量化支撑视觉差异，凸显 GISH 技术精准揭示基因组差异能力，为后续育种选材提供可靠量化指标。
（二）不同小麦种质资源抗病基因分布规律
品种间差异：地方品种多含古老、更好抗病基因，呈零散分布，单份材料携带基因位点少但类型多样；现代育成品种经定向选育，抗病基因集中在少数优势染色体区段，拷贝数高，利于稳定遗传抗病性；野生近缘种蕴藏大量未知抗病基因，信号常出现在进化保守区域，为拓宽小麦抗病基因库提供宝贵资源。
地域关联：来自黄矮病高发区小麦品种抗病基因分布频率高、类型多元，是长期自然与人工选择结果；低发区品种虽总体携带基因少，但偶现稀有变异位点，暗示区域适应性抗病机制，助力区域针对性育种策略制定。
（三）基于 GISH 甄别结果的育种启示
亲本选配：精准甄别成果指导育种亲本搭配，依抗病基因互补、累加原则，组合含不同优良抗病位点品种，加速聚合多抗基因，培育高抗、广适小麦新品系；避免盲目杂交，减少育种周期与资源浪费。
基因定位与克隆：锁定抗病基因确切位置后，利用分子标记技术精细定位，结合生物信息学、基因编辑手段克隆、功能验证，解析抗病分子机制；推动转基因、基因编辑抗病育种从理论走向实践，提升小麦自主抗病能力。
（一）创新点
技术集成创新：将基因组原位杂交与小麦黄矮病抗性甄别深度融合，优化实验流程，实现从样本处理到数据分析全链条高效精准操作；解决传统方法无法精准定位抗病基因难题，拓展 GISH 技术在作物抗病研究应用边界。
大数据挖掘：积累海量小麦品种基因组杂交数据，借多元统计挖掘基因分布、遗传关联信息；打破以往单一品种研究局限，构建小麦抗病基因大数据平台，为全球小麦育种者共享资源、协同创新提供支撑。
（二）展望
技术拓展：结合新兴单细胞测序、三代测序技术，追踪抗病基因在单细胞转录、染色体三维结构动态变化；从多维度解析抗病机制，助力靶向基因操作与智能育种设计。
应用深化：将精准甄别体系嵌入小麦智慧育种平台，实现田间 - 实验室实时数据交互；依气候、病害流行模型预测育种方向，推动小麦产业从 “经验育种" 迈向 “精准智能育种"，筑牢全球粮食安全防线。
本研究借基因组原位杂交技术为小麦抗黄矮病研究注入强劲动力，未来随技术迭代、理念更新，有望重塑小麦抗病育种格局，为保障全球粮食稳定供应贡献关键力量。
