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小麦(Triticum aestivum L.)是世界上最重要的粮食作物之一,为全球45亿人口提供了21%的谷物能量来源。目前,全球公认的对小麦生产最具有经济危害性的植物线虫为禾谷类作物孢囊线虫。在我国,禾谷孢囊线虫H.avenae和菲利普孢囊线虫H.filipjevi是发生分布最为严重的小麦孢囊线虫。已有16个省市区报道发现了H.avenae和H.filipjevi。影响小麦种植面积达400万公顷,每年造成的经济损失达190亿人民币,对我国小麦的增产、稳产有十分严重的威胁。作物孢囊线虫口针分泌的蛋白类物质可以软化、降解植物细胞壁组织、在植物线虫取食位点建立和寄主互作的过程中发挥着重要的作用。国内外对小麦孢囊线虫与小麦互作的分子机制和效应蛋白的功能研究刚刚起步。本研究通过高通量测序技术分别测定了禾谷孢囊线虫H.avenae和菲利普孢囊线虫H.filipjevi生活史五个龄期的转录组。在禾谷孢囊线虫H.avenae中获得了82,549个unigenes,747个为碳水化合物活性酶(CAZymes)编码基因;1,634个与已报到的植物寄生线虫效应蛋白具有同源性,预测获得效应蛋白63个。在菲利普孢囊线虫H.filipjevi中获得了106,755个unigenes,885个为CAZymes编码基因;1,706个与已报到的植物寄生线虫效应蛋白具有同源性,预测获得新效应蛋白87个。根据比对筛选,分别在H.avenae和H.filipjevi中发现了115和107个具有RNAi表型致死的基因。在H.avenae和H.filipjevi的预测效应蛋白中分别随机选取了23和24个unigenes进行qRT-PCR分析。结果表明,所有基因均至少可以在H.avenae和H.filipjevi其中一个龄期表达。同时选取24个预测效应蛋白进行原位杂交检测,结果显示有21个效应蛋白在J2s食道腺(亚腹食道腺或背食道腺)细胞内特异表达。3个具有RNAi表型致死的基因和2个预测效应蛋白经体外RNAi干扰沉默后,可以显著的抑制白雌虫的形成。2012-2014年度,从CIMMYT提供的51分携带Cre抗性基因(Cre1,Cre2,Cre3,Cre5,Cre7,Cre8,CreR和Pt)的小麦品系中,利用H.avenae Ha91致病型群体,共鉴定获得了1个免疫品种,5个抗病品种。携带Cre3基因的小麦对H.avenae Ha91致病型群体的孢囊繁殖力抑制作用最强。携带Cre1,Cre2,Cre7,Cre8和CreR基因的小麦对H.avenae Ha91致病型群体表现为高感病性。在Pluronic F-127凝胶中感病品种根尖诱集能力显著的强于免疫品种和抗病品种。感病品种与免疫和抗性品种相比,更易被二龄幼虫侵染。免疫寄主根内侵染的二龄幼虫不能完成生活史。在免疫和抗病品种内侵染的幼虫均有延迟发育的现象。同样地,在感病寄主根内,合胞体随着幼虫的发育而逐步增大,合胞体代谢活跃,细胞质环流加速,核仁增大。在抗性寄主根内形成合胞体的时间会晚于感病品种,在幼虫发育的后期会受到抑制,从而发生代谢缓慢和降解。免疫品种根内诱导形成的合胞体不亲和反应十分明显,在线虫发育的中后期,合胞体开始凋亡、降解。