由条形柄锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici)引起的小麦条锈病是世界各国小麦生产上危害最为严重的一类真菌病害。实践证明,选育并合理利用抗锈品种是控制小麦条锈病最为经济、安全、有效的方法。小麦与条锈菌互作的分子机理研究,可为揭示病原物的致病机理和寄主植物的抗病机制奠定基础,同时也为小麦抗条锈品种的合理利用和遗传改良及病害的持久控制提供理论依据。本论文就小麦与条锈菌的互作主要开展了以下研究工作：1.采用cDNA-AFLP技术对小麦成株抗锈性品种兴资9104与条锈菌小种CYR32互作中差异表达基因进行分析,通过64对引物分别获得苗期和成株期转录衍生片段约32320个和34880个。其中37对引物检测到成株期差异表达的TDFs (transcripts-derived fragment)2201个、苗期2529个,同时成功回收得到条锈菌诱导的小麦兴资9104的苗期和成株期差异表达的TDF分别为304个和330个。经克隆、测序及Cap3软件聚类分析,在获得509个Unigenes中,包括组成成株期差异表达TDFs文库的259个(其中131个contig,128个singletons)和组成苗期差异表达TDFs文库的250个(其中132个contig,118个singletons)。基因序列已提交GenBank并获得注册号。所得的Unigenes与NCBI非冗余蛋白质数据库进行BlastX比对分析,经功能注释将苗期和成株期的Unigenes分别分为14类,除占比例最大部分的未知功能蛋白(Unclear classification)和没有显著匹配的序列(Unclassified)即No hits的蛋白外,其余具有很好匹配的Unigenes的功能涉及代谢、能量、细胞生长、转录、蛋白质合成、蛋白质储藏与运输、转运子、胞内运输、细胞结构、信号转导、抗病与防御和转座。明确了条锈菌CYR32与小麦兴资9104互作的差异基因总体表达情况及各类基因所占的比例,同时也为新基因的发现奠定了基础。65条分别于苗期和成株期差异表达的TDFs(涉及能量、代谢、防御、未知功能等方面)在功能上存在重叠,表明这些基因在互作中可能具有不同的表达模式。2.利用PCR并结合5’RACE技术得到了5个小麦条锈菌吸器分泌蛋白基因的全长cDNA序列,分别命名为PstSP2C7、PstSP11L10、PstSP11P10、PstSP6P1和Pst15a23,全长分别为1094 bp,837 bp,769 bp,1001 bp和568 bp, ORF区域编码89～203个氨基酸。在GenBank中未得到任何同源序列,但与秆锈菌数据库的基因有一定的同源性。生物信息学分析表明,所有的序列中,除了N-端含有一个信号肽序列外,无任何其他的功能结构域、跨膜螺旋及潜在的糖基磷脂酰肌醇锚定位点(potential glycosyl-phosphatidylino-sitol (GPI) anchor sites)的存在,且都为具有信号肽分泌途径的孢外蛋白。3.对基因PstSP2C7, PstSP11L10和PstSP11P10的实时荧光定量分析表明,各基因在不同生理阶段具有不同的表达模式。PstSP11L10基因,在侵染的叶片中的表达量远远多于孢子和萌发的芽管,推测其可能在吸器、孢间菌丝或是同时在吸器和孢间菌丝中被诱导表达,这也同时说明该基因在条锈菌与小麦互作中可能发挥一定的积极作用。PstSP2C7基因在萌发的孢子中的表达量最少,而在夏孢子中的表达量最大,且在侵染叶片中的表达量并不是远远少于夏孢子,这可能是因为采集的小麦叶片是在夏孢子大量形成时,所以导致该基因在侵染的叶片及夏孢子中的表达量都较萌发的芽管中多很多。PstSP11P10基因可能在互作中的表达受到抑制,导致其在萌发的芽管和侵染的叶片中的表达量都很少。这种不同的表达模式也表明了各基因在互作中可能发挥着不同的功能。4.采用5’RACE技术获得了条锈菌基因PstAAC9Pl的全长cDNA,其ORF区域编码134个氨基酸,为ADP/ATP载体蛋白。同源性分析表明其与构巢曲霉、烟曲霉、小麦褐斑病菌、苜蓿黄萎病菌、玉蜀黍赤霉菌、葡萄孢盘菌等多种真菌的ADP/ATP载体蛋白的一致性达80%以上。进化树结果显示其与秆锈菌基因PGTG 14813.2的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析,发现该基因在侵染的叶片中有最大量的表达,表明其在条锈菌侵染的过程中可能发挥着积极作用。