玉米丝黑穗病是由丝轴黑粉菌(Sporisorium reilianum)感染引起的一种严重危害玉米生产的真菌病害,在我国主要流行于东北的春玉米产区。受到感染的玉米植株在早期并不产生明显的症状,直到开花授粉期,玉米的雌雄穗部被丝轴黑粉菌的黑粉孢子所取代,无法正常散粉结实,造成产量损失。通过构建的吉1037(高抗亲本)和黄早四(高感亲本)的BC1F1群体进行初定位,我们得到了一个主效QTL-qHSR1,位于玉米第2号染色体bin2.09的位置,能够解释表型变异率36%。使用回交群体和基于重组后代的连续精细定位方法,我们将主效QTL-qHSR定位于分子标记STS1 M3和STS3M1之间。通过对筛选得到的黄早四和Mo17的BAC克隆进行测序,我们发现定位的qHSR1区域在Mo17中为152-kb,而黄早四中的相应区段仅为5-kb,缺失的片段大小达147-kb。通过对Mo17的这一区段进行基因预测,我们发现了一个编码细胞壁相关的激酶WAK(wall-associated kinase)的基因ZmWAK可能为qHSR1候选基因。WAK激酶是一个受体类蛋白,主要定位在细胞膜上。ZmWAK基因主要在吉1037的根、茎、叶中表达,其中以10天幼苗期的地中茎的表达量最高,并且在接种丝轴黑粉菌后表达量上升。对ZmWAK的转基因后代进行功能验证,我们发现转基因植株与对照相比,抗病率明显上升13～20%。通过对来自世界各地的520份玉米自交系进行分析,我们发现ZmWAK基因的缺失在玉米自交系中是一种普遍存在的现象,约占总数的～20%。对其中的49份国内材料进行性状鉴定,我们发现在34份抗病材料中,总共有32份材料带有ZmWAK基因。而在15份感病的自交系中,有7份自交系在这个基因上发生缺失,表明ZmWAK基因可能在玉米对丝黑穗病的抗病途径中起重要作用。