根结线虫是重要的植物病原物之一，对多种农业经济作物造成严重的危害。水稻是世界上最重要的粮食作物，也是拟禾本科根结线虫最主要的寄主。目前，拟禾本科根结线虫引起的水稻根结线虫病已经成为全世界特别是亚洲水稻主产区的主要病害之一，造成严重的经济损失。根结线虫寄生过程中，会分泌大量与寄生相关的分泌物，这一类分泌物称为效应蛋白，它能够促进线虫的寄生。尽管通过基因组学、转录组学和蛋白组学的方法已经鉴定出了大量的植物寄生线虫效应蛋白，但是大部分蛋白的具体功能缺乏深入的研究。研究阐明这些根结线虫效应蛋白的分子功能，有助于揭示这一类植物寄生线虫的致病机理，为防控策略奠定理论基础。目前的研究已经证实，大量植物寄生线虫的效应蛋白能够抑制寄主的免疫系统，但是具体的机理知之甚少。本论文以拟禾本科根结线虫的效应子蛋白MgGPP和MgMO237为研究对象，研究和分析了它们在寄生水稻过程中的功能作用，阐明了这两个效应子蛋白的毒性作用机理。另外，本论文还挖掘出一个拟禾本科根结线虫上的线虫相关分子模式蛋白Mg-eEF1A,并证明其能够诱导寄主水稻的多种重要的免疫反应和抗病性，为今后线虫病害的防控提供一条新的方向。
　　1.本文克隆到一个新的拟禾本科根结线虫亚腹食道腺表达的效应蛋白 MgGPP。该基因在线虫寄生的早期（2龄）阶段表达量最高，southern blot结果证明其在线虫基因组中以单拷贝形式存在。实验结果表明MgGPP过表达的水稻更容易受到拟禾本科根结线虫的侵染，相反，在 MgGPP基因沉默的转基因水稻中线虫侵染力下降，这说明MgGPP在线虫侵染过程中具有重要的毒性功能。荧光免疫组织定位证明MgGPP在线虫寄生过程中被分泌到寄主的质外体和细胞核。同时水稻原生质体的亚细胞定位结果表明，MgGPP聚集在内质网和细胞核中。这些结果证明，MgGPP可能被线虫分泌到寄主细胞外，然后经过细胞质进入内质网，最后到达细胞核中。本研究证明了MgGPP能够利用寄主的翻译后修饰途径来完成自身的糖基化和 C端的蛋白水解。糖基化的MgGPP激活了效应蛋白抑制Gpa2/RBP-1诱导的细胞凋亡的功能，同时C端的水解改变了MgGPP的转运途径。这一研究揭示了植物寄生线虫效应蛋白能够利用寄主翻译后修饰途径来激活自身的功能作用。
　　2.通过基因沉默和过表达的方法，证明了一个新的背食道腺表达的拟禾本科根结线虫效应蛋白 MgMO237在线虫寄生过程中具有重要的作用。拟禾本科根结线虫对MgMO237过表达水稻的侵染力显著提高，然而，在MgMO237沉默的转基因水稻上线虫侵染力明显下降。同时，通过表型的观察发现MgMO237过表达的水稻根部变长，说明它可能参与调控植物细胞的生长代谢过程。采用酵母双杂和免疫共沉淀的方法，证明了MgMO237能够与多个植物内源防卫相关的蛋白相互作用。进一步的研究发现， MgMO237能够抑制寄主的基础免疫反应，比如抑制防卫相关基因的表达、活性氧的迸发以及胼胝质的积累。这一研究表明，植物寄生线虫效应蛋白能够与多个寄主细胞防卫相关蛋白互作，抑制寄主的免疫机制来促进线虫的寄生。
　　3.酵母双杂和免疫共沉淀的结果表明，水稻的膜受体激酶OsCERK1能够与拟禾本科根结线虫的翻译延长因子Mg-eEF1A相互作用。实验证明，Mg-eEF1A能够被线虫分泌到体外，并且增强寄主对病原物的抗病性。同时，经过OsCERK1启动子的gus系统的研究证实，拟禾本科根结线虫在侵染水稻过程中，能够诱导OsCERK1基因的表达上调。深入的研究发现，Mg-eEF1A能够像PAMP一样，触发水稻的多种免疫反应，比如，诱导水稻PTI通路的多个防卫基因的上调，胼胝质的积累以及MAP激酶通路的磷酸化。这一研究结果为植物寄生线虫 PAMPs的挖掘提供一个新的方法，为植物病原线虫的防治提供一条新的策略。