果蔗具有很高的营养价值与经济价值,是一种重要的经济作物,在南方数省逐渐形成了具有一定规模的产业。在栽培生产以及贮藏的过程中,不同病害对果蔗的产量与品质造成了严重危害,给农民带来了极大的经济损失。我国果蔗种质资源十分丰富,其中也蕴藏着具有各种抗病性状的栽培品种。但是,对于果蔗与不同病原之间互作机制的探讨以及参与相关病理反应蛋白或基因的挖掘,相关研究诠释与实际应用还很有限。本研究利用差异蛋白组学、实时萤光定量PCR与生理生化的方法初步探讨果蔗与梢腐病病原菌G. fujikuroi之间互作的分子机制,并利用电子克隆与RT-PCR方法分离果蔗参与抗病途径的信号传导因子SGT1与RAR1的编码基因,分析了果蔗SGT1与RAR1的编码基因理化性质、基因拷贝数与受到G. fujikuroi侵染诱导后的转录水平。利用这些研究结果对果蔗与梢腐病病原菌G. fujikuroi之间互作的分子机制进行初步的解释,并为果蔗的抗病育种提供一些物质基础。本文的主要研究结果如下:1、果蔗接种梢腐病病原G. fujikuroi的叶片蛋白质差异表达分析利用梢腐病病原菌G. fujikuroi接种10个不同地区的果蔗栽培品种,表现出不同程度的发病症状。果蔗“白鳝”、“肚度”、“丰城紫皮”与“拔地拉”表现的症状比较轻;其它地区果蔗栽培品种“夏茂”、“温岭”、“宁德”、“嵊县”与“歪干担”的叶片症状表现明显,病斑狭长,面积大,并出现坏死部位;果蔗“福安”叶片的症状表现为中等程度。选择果蔗福安作差异蛋白组学分析,分别在0h与48h时提取叶片蛋白,通过蛋白质双相电泳构建蛋白质图谱。通过ImageMaster软件分析,确定24个差异蛋白点,利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF/MS)进行分析,获得肽质量指纹图谱,根据数据库进行查询及蛋白质鉴定。所鉴定的24个蛋白中可以初步分为5类,分别是参与果蔗病理反应的相关蛋白、抗氧化系统的防卫相关蛋白、抗性蛋白、抗氧化系统的防卫相关蛋白、激酶类蛋白与其它蛋白。这些蛋白可能参与了果蔗与梢腐病病原菌G. fujikuroi之间的病理反应,但是它们在病理反应所产生的网络中发挥的功能与作用机理有待进一步的探讨。2、梢腐病病原G. fujikuroi侵染果蔗叶片相关生理指标的研究为了初步验证差异表达蛋白在果蔗与梢腐病病原菌G. fujikuroi互作时的表达情况,从所鉴定的24个蛋白中选择超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)与几丁质酶(CHIT)以及相关指标过氧化氢酶(CAT)与丙二醛(MDA)进行研究。研究结果表明,这些指标的变化趋势相似,都是呈“先升后降”的表达模式。在不同地区果蔗栽培品种的叶片中,SOD、POD、CAT、与CHIT活性以及MDA含量存在着很大的差异,说明了不同果蔗栽培品种在生理水平上对于梢腐病病原菌G. fujikuroi的反应是不相同的,并在不同程度上限制了梢腐病病原菌G. fujikuroi的进一步扩展。3、病程相关蛋白基因表达的实时定量RT-PCR分析在差异蛋白组学与生理生化的研究基础上,选取了SOD、POD、CHIT以及在差异蛋白组学中呈下降表达的海藻糖-6-磷酸合酶(TPS6P)作为对象,根据同源基因设计简并引物,进行qRT-PCR研究分析。qRT-PCR所扩增出的片段序列经过测序比对,结果表明所得到基因片段的序列信息是正确的,分别命名为SoSOD、SoCHIT、SoPOD与SoTPS6P,在GeneBank中的登录号为GU219845~GU219848。SoSOD、SoCHIT与SoPOD在不同果蔗叶片中受到梢腐病病原菌G. fujikuroi诱导后总体上呈上调表达,SoTPS6P先是出现上调表达后再呈现下调表达。qRT-PCR分析结果表明梢腐病病原菌引起果蔗病程相关蛋白编码基因转录水平的变化,为其在相应的代谢途径中的调节作用提供一些理论依据。4、果蔗防卫相关基因SoSgt1与SoRar1的克隆与特征分析根据已克隆的其他植物的SGT1与RAR1基因的保守序列设计引物,从果蔗福安叶片中获得了SGT1与RAR1类似基因片段,利用电子克隆与RT-PCR验证,得到果蔗SGT1与RAR1的全长基因cDNA序列,分别命名为SoSgt1与SoRar1,在GeneBank中的登录号为GQ864255与GQ864256。SoSgt1具有1086个碱基的开放阅读框,编码362个氨基酸,含有SGT1基因典型的TPR、CS和SGS结构域。SoRar1包含645个碱基的开放阅读框,编码215个氨基酸,具有CHORD I、CCCH和CHORDⅡ结构域。与其它植物SGT1和RAR1基因编码的氨基酸序列进行比较分析表明,果蔗SoSgt1与SoRar1的氨基酸序列与其它作物之间具有很高的保守性,含有起到关键功能作用的保守区域。Southern杂交结果表明,SoSgt1与SoRar1在果蔗中具有1~2个拷贝。利用半定量RT-PCR研究果蔗受G. fujikuroi诱导时SoSgt1与SoRar1的表达情况,结果表明果蔗SoSgt1与SoRar1的表达量得到提高,而且不同地区栽培品种叶片中表达存在着很大的差异。分别构建果蔗SoSgt1与SoRar1的植物反义真核表达载体,并初步进行了遗传转化,转化频率分别为5.4%与4.2%,为进一步研究SoSgt1与SoRar1的功能以及果蔗与梢腐病病原菌G. fujikuroi之间的互作机制提供一些物质基础。