小麦白粉病是由专化型白粉菌Blumeria graminis f.sp.tritici(Bgt)引起的一种小麦常见病害,是世界范围内显著影响小麦生产产量的重要病害之一。抗病基因无疑是抵御白粉病害最经济有效的手段。目前,利用远缘杂交抗病育种技术,已成功的向普通小麦导入多个近缘野生物种抗病基因,这些抗性基因显示出不同程度的抗病性。为进一步揭示植物抗病机制,揭示寄主-病原体相互作用下的分子机制,近年来开展了许多基因组和转录组学方面的研究,但在蛋白质组学方面的研究较少。因此,本文使用蛋白质组学及相关研究,旨在解释小麦白粉病抗性反应的分子机制。小麦白粉病抗病新品系N0308携带抗白粉病基因PmG25,该品系是通过野生二粒小麦(T.dicoccoides)G25与中国小麦白粉病易感小麦“陕253”杂交得来。本实验通过接种Bgt E09后,使用二维凝胶电泳以及质谱分析对小麦叶片进行蛋白质组学分析。研究结果揭示了参与小麦响应病菌胁迫作用的防御相关蛋白及其网络。最后,对于差异表达蛋白使用实时荧光定量PCR从转录水平进行验证。该研究的主要发现如下:1.与未被感染的小麦相比,感染24,48和72小时的小麦总共得到87个具有显著差异(1.5-倍变化;p<0.05)并且可重复的凝胶蛋白质点。其中,37个点为下调表达,其余则在诱导后上调表达。参考小麦的NCBInr数据库及亲缘较近的小麦属物种质谱数据注释了其中79个蛋白。这些蛋白质的功能表明他们参与的代谢途径包括:胁迫和抗病性(20%)、光合作用(14%)、糖代谢(14%)、翻译和转录(11%)、能量调节(6%),蛋白质周转(6%)、次生代谢(9%)、基因表达(4%),和细胞重组(3%)。2.被Bgt-接种的样本中,上调的几个抗病蛋白属于CC-NBS-LRR防御基因家族。重要的是,三个蛋白质显示出具有白粉病抗性基因序列Pm3b同源性,另一个被确认为类似Pm3b抗病蛋白2Q4。其他蛋白质鉴定抗病蛋白CNL2,LRR14和RPM1。除此之外,研究发现两个分子伴侣蛋白,两个病原相关的蛋白质和一些过敏反应、化学防御有关的蛋白在小麦叶片组织中表现过量诱导表达。3.总体而言,通过蛋白质组学数据分析发现了由小麦白粉病诱发的几个复杂的代谢途径,这些途径参与防御响应基因Pm3b相互作用介导引起的特定抗性反应。病菌接种侵染后,抑制小麦光合主要蛋白和增强糖代谢与能量通路相关蛋白表达的结果意味着提高能量代谢有助于激活主动防御病原菌侵害途径,并维持细胞稳态。另外,次生代谢物,转录和翻译的不同表达也暗示着其在随后的小麦抗病分子相应机制中发挥着重要的作用。4.17个特定基因的荧光定量PCR分析结果表明,其中6个基因的转录表达的蛋白质表达水平具有一致性;1个基因的转录调控与蛋白质表达水平呈现相反的结果;其他基因的转录水平与蛋白质组学结果具有部分一致性。蛋白质的转录后调控可能引起这些差异。这个结果给我们提供了一个重要提示,白粉病可能在不影响特定基因转录的情况下改变小麦植株中蛋白质表达。