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小麦条锈病是世界各小麦产区最重要的病害之一,种植抗病品种是防治小麦条锈病最经济有效的措施,但是其病原小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp. tritici)毒性变异频繁,可以通过变异产生新的毒性小种,导致小麦品种抗病基因失效,引起小麦条锈病周期性流行危害。一般认为小麦条锈菌毒性变异的主要途径是基因突变和异核作用,其中基因突变是产生新的毒性基因的唯一途径。因此,深入开展小麦条锈菌的致病相关基因的研究,对解决小麦品种抗病性丧失问题有着十分重要的理论和实践意义。本研究采用基因枪转化法以带有β-葡糖醛酸酶(GUS)报告基因的质粒pGUS6L20转化小麦条锈菌,进一步优化条锈菌遗传转化体系,分离和筛选小麦条锈菌毒性突变体,研究突变体的生物学特性。获得如下研究结果:1.优化了小麦条锈菌基因枪法转化体系:为了提高基因枪的转化率,本研究对CYR29遗传转化体系中主要参数进行了优化,得到最优体系为采用PDS-1000/ He基因枪(Bio-Rad),轰击前小麦条锈菌夏孢子在4℃下萌动2～2.5h,每枪夏孢子用量为0.7mg,金粉(直径为0.6μm)用量为350μg,质粒DNA为1μg,最适轰击压力为1100 psi,较适轰击压力为900psi和1350psi,轰击时真空度为2.7×104Pa,爆裂膜与承载膜之间的距离为2.5cm,承载膜与阻挡网之间的距离为0.8cm,阻挡网与靶细胞之间的距离为6cm。2.探索小麦条锈菌夏孢子转GUS基因遗传转化体的分离方法:以从菌种筛选品种上分离转化体法为主,从繁殖品种辉县红上分离转化体法为辅可有效提高转化体的检出率。同时本研究建立了利用透明胶带粘取夏孢子并通过染色分离小麦条锈菌转GUS基因转化体的新方法。3.获得了GUS基因瞬时表达菌株和毒性突变菌株:采用基因枪转化法以带有β-葡糖醛酸酶(GUS)报告基因的质粒pGUS6L20转化小麦条锈菌CYR29,在转化当代条锈菌中得到了GUS瞬时表达的菌株;连续继代转接培养后,在转化后T1和T2代条锈菌中检测到了GUS基因稳定表达的菌株;利用GUS报告基因和毒性标记相结合的方法,经过三代筛选鉴定在小麦条锈菌中国鉴别寄主尤皮Ⅱ号上获得了MJ-4和MJ-7两个稳定的毒性突变体,在抗引655上获得了MK-2和MK-3两个稳定的毒性突变体;4个突变菌株对筛选品种都发生了毒性突变,MK-2引起的反应型变化为0→3型,MJ-4、MJ-7和MK-3引起的反应型变化为0→4型。经PCR及PCR -southern blot证实外源片段已整合到毒性突变菌株的基因组中。突变菌株经鉴别寄主和近等基因系鉴定,毒性谱均发生了较大变化。研究表明基因枪转化法是获得条锈菌毒性突变体的有效方法。本研究采用基因枪轰击导入外源标记基因,获得了优化的条锈菌遗传转化体系和条锈菌毒性变异的突变体,为条锈菌毒性基因的克隆和阐明条锈菌毒性变异的机理奠定了基础。