小麦,是世界上种植面积最为广泛的粮食作物之一,也是我们国家人民最为喜爱的膳食主体中的一员。在小麦自身的生长周期中,很容易受到各种病害的影响,进而导致其产量降低。小麦叶锈病是世界上流行最为广泛,破坏力最为恶劣的小麦病害之一,常年发生在我国各个小麦主产区,流行年份可以使小麦减产约40%,造成巨大的经济损失。因此,针对小麦抵抗叶锈病的研究一直受到国内外科研工作者的高度重视和广泛关注。通过近些年的深入研究,人们发现在植物抵抗病原体侵染的过程中,自噬发挥着重要的作用。自噬是一种蛋白质降解的过程,它发生在细胞遭受胁迫状态下或者生长发育的特殊时期中。当自噬被诱导产生后,会形成一种双层膜结构的自噬体包裹细胞质的成分,并运送至液泡或者溶酶体进行降解。自噬是生物长期进化所形成的一种高度保守机制,在生物体的生长、发育、繁殖和凋亡等一系列过程中均有所作为。实验室前期结果表明,在小麦与叶锈菌生理小种260组成的不亲和互作体系中,自噬关键基因Ta ATG8在接种后48h的表达量明显升高,通过VIGS(virus induced gene silencing)技术沉默Ta ATG8后,细胞发生过敏性反应(hypersensitive reaction,HR)的面积发生扩展,暗示着自噬可能与小麦抵抗叶锈菌侵染有关。为了更加深入了解在小麦与叶锈菌小种260组成的不亲和互作体系中自噬的功能以及自噬对于HR的调控机制,本论文通过一系列试验加以论证,获得的主要结果如下:1.通过透射电子显微镜观察,发现小麦与叶锈菌的不亲和互作中自噬体的数量要多于亲和互作;2.在RNAi-Ta ATG8植株上接种叶锈菌小种260,发现在接种后48h开始,HR的扩展面积相较于对照组有明显的增大,吸器母细胞的数量相较于对照也有增加;但在接种后期,二者的HR扩展面积和吸器母细胞数量大致相同;3.通过免疫金标记试验发现,在不亲和组合的HR细胞中,自噬体的内含物中有内质网、线粒体、叶绿体等细胞器来源的蛋白类物质存在;4.通过RT-q PCR检测发现,在亲和组合中自噬相关基因Ta ATG1、Ta ATG4、Ta ATG5、Ta ATG7和Ta ATG9在接种后不同时间点的表达量均较低,与接种后0h相比变化不明显,但在不亲和组合中前四个基因的表达量自接种后72h开始升高直至96h达到高峰,然后又趋于下降,至120h基本与0h一致,而Ta ATG9的表达却在接种后24和72h出现两个高峰。自噬基因的表达模式反映了在小麦与叶锈菌不亲和互作的不同阶段,参与自噬形成的蛋白组分和自噬功能可能是5.在不亲和组合中,细胞内活性氧的爆发可能是诱发自噬产生的重要因素之一。以上结果表明:在小麦与叶锈菌互作过程中,活性氧的爆发是诱发自噬产生的重要因素;自噬对小麦受叶锈菌侵染诱发的重要防卫反应HR有调控作用;在发生HR的细胞内自噬可能参与了对内质网、叶绿体和线粒体等细胞器或蛋白的降解过程,起到加速HR细胞死亡进程的作用;自噬相关基因的表达模式反映了不同的基因可能参与了互作的不同时期自噬体的形成,也就意味着在互作的不同时期所形成的自噬其组成和功能可能也是不同的。这些结果对我们更好地理解自噬在植物与真菌互作过程中的作用具有积极的促进作用,亦会促进人们对自噬参与植物免疫应答过程的认识。