小麦条锈病是由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia stiiformis f.sp.tritici)引起的气传真菌病害,是威胁全球小麦生产最重要的病害之一。种植小麦抗病品种是目前控制小麦条锈病最为有效、经济以及对环境安全的方法。然而,由于大部分生产上广泛应用的抗性基因已被新的毒性小种克服,而且常规杂交育种的速度往往滞后于病原菌小种变异的速度。因此,要确保我国粮食安全生产,实现病害持久控制,就必须改变原有思路,寻找新的持久抗锈病基因资源。细胞信号转导(signal transduction)主要包括细胞感受、转导环境刺激的分子途径及其调控的基因表达和相关生理反应。植物与病原菌的互作涉及一系列的信号识别转导及防御反应激活等过程。植物病原真菌的生长、发育和致病性亦依赖胞外信号转导途径的调控。近年来,在植物病原真菌与寄主互作的信号转导途径中的研究结果表明,第二信使cAMP主要通过激活蛋白激酶A(PKA)调控真菌菌丝的生长、毒力、致病性、黑色素的形成等。本实验从分子水平上对小麦条锈菌cAMP信号途径中关键基因PKA在小麦与条锈菌互作过程中对条锈菌生长、发育和致病性进行功能研究,以期为进一步揭示小麦条锈菌的致病机理奠定理论基础。本研究获得的主要研究结果如下:1.获得小麦条锈菌PKA基因全长为1,443 bp,编码480个氨基酸。利用qRT-PCR分析PsPKA在小麦条锈菌侵染小麦后各个侵染时期的表达水平,结果显示PsPKA在侵染前期表达量逐步升高,在侵染后18 h达到峰值,随后表达量下降。2.互补稻瘟菌△CPKA突变体试验结果表明,PsPKA能够部分恢复△CPKA丧失的致病性。3.酵母双杂交试验结果显示,PsPKA与PsPrf1蛋白之间存在互作关系。4.利用BSMV-HIGS技术瞬时沉默PsPKA基因后,条锈菌侵染叶片上的孢子堆量显著减少。进行组织学观察统计表明,沉默PsPKA后的条锈菌在侵染前期的组织分化受到了不同程度的影响,表现在48hpi时吸器数目和菌丝长度受到一定抑制,在120hpi时菌丝长度和菌落面积显著减小(P<0.05),表明在条锈菌与小麦互作过程中PsPK4与条锈菌的生长、发育及致病性有关。5.利用基因枪转化法实现了 2个载体PKA-pMCG161和pMCG161对小麦品种1376的遗传转化,进行了 PCR鉴定,分别获得23株、15株阳性T0代转化株,转化率分别为 1.04%、1.09%。