条形柄锈菌小麦专化型（Puccinia striiformis f.sp.tritici,Pst）引起的小麦条锈病严重威胁着我国的粮食安全,选育抗性品种是防治该病害最经济有效的措施。条锈菌新毒性小种频繁出现导致的抗性品种抗病性丧失,是生产上小麦条锈病不断暴发流行的主要原因。深入解析小麦条锈菌的致病变异机理,将对开发病害防控策略具有重要的指导意义。研究报道效应蛋白是病菌一类重要的致病因子。前期课题组基于CYR32基因组大规模筛选获得了一个候选效应蛋白Pst8603,有核定位信号,在基因组上含有与其串联排列的同源基因Pst8604。为此,本论文拟进一步研究效应蛋白Pst8603及其同源蛋白Pst8604的毒性功能、鉴定其互作靶标、解析互作靶标的功能,初步揭示效应蛋白Pst8603与其同源蛋白Pst8604的调控机理,为利用病菌致病因子创制小麦抗病材料奠定基础。主要研究结果如下:1)小麦条锈菌CYR32基因组中效应蛋白基因Pst8603的同源基因为Pst8604,二者氨基酸序列相似性为55.6%;农杆菌介导的瞬时表达发现,效应蛋白Pst8603和Pst8604均不能诱导细胞坏死,而Pst8603可以抑制Bax诱导的细胞坏死;利用Flg22处理烟草叶片,发现仅Pst8603过表达能够抑制Flg22引起的胼胝质积累和防卫基因NbPR1和NbPR2的表达,表明效应蛋白Pst8603具有抑制植物PTI（PAMP-triggered immunity）的毒性功能。2)qRT-PCR分析表明Pst8603在条锈菌侵染后36 h和72 h呈高丰度诱导表达,而Pst8604在条锈菌侵染过程中低丰度诱导表达,表明Pst8603在条锈菌侵染致病中的贡献较大。利用HIGS（Host-induced gene silencing）技术在小麦与条锈菌亲和互作中分别沉默及共沉默Pst8603与Pst8604,表型与组织学观察发现沉默植株上病菌的产孢量及生长发育均无明显变化,但共沉默植株中小麦防御相关基因TaPR1和TaPR2表达上调,表明共沉默增强了小麦的防卫反应。为进一步研究Pst8603的毒性功能,通过农杆菌侵染小麦幼胚创制了Pst8603过表达小麦转基因植株,通过GUS染色,获得了39株阳性T0代转基因植株。3)利用酵母双杂交系统在小麦与条锈菌亲和互作cDNA文库中筛选了Pst8603的互作蛋白,验证发现条锈菌PstUbc9（Ubiquitin-like protein SUMO conjugating enzyme9）能够与Pst8603ΔSP及Pst8604ΔSP互作,并通过BiFC（Bimolecular fluorescence complementation）、Pull-down技术在体内和体外证实了它们之间的互作。同时,通过酵母双杂交发现SUMO（Small ubiquitin-like modifier）化位点不影响Pst8603ΔSP与PstUbc9互作。4)序列分析发现效应蛋白Pst8603的37-76位氨基酸序列包含5个连续重复的HRKPTTNQ序列,富含碱性氨基酸,编码NLS（Nuclear localization sequence）,表明该效应蛋白可能具有结合核酸调控其表达的能力。为此首先进行了亚细胞定位分析,研究发现Pst8603ΔSP特异性定位在细胞核。并且原核表达蛋白Pst8603ΔSP-His与核酸结合实验表明,效应蛋白Pst8603ΔSP能够与双链DNA和单链DNA结合,推测Pst8603可能通过结合核酸调控寄主的相关免疫反应。