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挖掘和克隆重要农艺性状相关基因是遗传解析和改良该性状的基础,但因小麦基因组复杂且缺乏参考序列,小麦基因的挖掘和克隆需要较多时间和人力。本研究试图在无参考基因组序列的情况下,利用下一代测序技术建立小麦中低成本和高效率的混池转录组测序(Bulked segregant RNA-Seq,BSR-Seq)基因定位技术体系,并利用该方法体系对多个小麦重要性状基因进行了定位；同时本研究也对小麦祖先种粗山羊草(Aegilops tauschii)基因组单个染色体臂进行了序列分析,以获得其参考序列,为小麦基因的克隆打下基础。获得以下主要结果：1.在利用比较基因组学对小麦抗白粉病基因Pm5e进行初定位的基础上,通过混池转录组测序建立了小麦BSR-Seq基因定位技术体系,该方法获得的候选SNP定位结果和初定位结果在同一个基因组区间,显示了其有效性。基于此,进一步对小麦BSR-Seq基因定位技术体系中的重要影响因素进行了方法学探讨,构建了更加有效和成熟的小麦BSR-Seq基因定位技术体系。通过对Pm5e的亲本和分离群体进行不同策略的混池转录组测序,明确了表型鉴定准确性对BSR-Seq基因定位结果影响较大,测序深度对其有一定程度的影响,亲本测序数据和生物学重复对其没有显著影响,为小麦BSR-Seq基因定位实验的设计提供了参考。2.利用建立的小麦BSR-Seq基因定位技术体系,对1个抗叶锈病基因(Lr42)、4个抗白粉病基因(Pm5e、PmTm4、MIHLT和MlH962)、5个抗条锈病基因(YrHuaiyangl、YrMengmai58、 YrZhengmai103、YrZhoumai22、YrZhongyul152)、1个抗叶枯病基因(Sb3)、1个矮杆基因(Rht-2BL)和1个蜡质合成基因(W1)进行了BSR-Seq分析,实现了对这些基因低成本高效的定位,将质量性状基因定位在7-36 Mb不等的物理区间内,遗传定位实验验证了BSR-Seq分析的准确性,定位区间内大量的候选SNP为这些基因的精细定位和图位克隆奠定了坚实的基础。同时这些应用验证了本研究建立的小麦BSR-Seq基因定位技术体系的有效性和高效性,显示其适用于不同类型的作图群体和性状。此外,还探讨了性状类型、多态性水平、作图群体类型和大小、混池策略和大小、测序读长和深度对BSR-Seq基因定位结果的影响,为小麦BSR-Seq基因定位实验的优化设计提供了参考。3.根据粗山羊草3DS染色体臂(At3DS)物理图谱对其MTP上3,337个BAC进行混池和下一代测序,组装得到135个super-scaffolds(N50值为4.3 Mb),并结合多个图谱数据得到了At3DS高质量参考序列247 Mb,覆盖度约为90%。At3DS序列中约81%是重复序列,含2,388个基因。At3DS含1,929个核心基因,较短柄草、水稻和高粱直系同源区域核心基因数多38%。高比例(约40%)的At3DS基因是非保守的,其中48%和21%分别来自于染色体间复制事件和染色体内复制事件。和Ta3BS相比,At3DS小100 Mb少879个基因,但基因密度无差别且着丝粒大小类似,染色体臂长度和基因数目的差异主要由非着丝粒区的差异引起。比较At3DS和Ta3DS发现,约0.36%的At3DS基因在Ta3DS中丢失,表明多倍体化后并未发生大量的基因丢失事件,且同源基因间存在大量SNP和Indel,表明多倍体化后3DS序列发生了显著分化。