由活体营养型专性寄生菌Puccinia triticina Eriks.引起的小麦叶锈病，是世界范围内发生最普遍、最广泛的小麦病害之一，造成了严重的产量损失。抗病品种的培育和应用是控制小麦叶锈病最经济、环保、有效的方法，开展抗叶锈相关基因研究对于该病害的防治具有重要意义。小麦抗叶锈病基因Lr19来源于长穗偃麦草(Elytrigiaelongata(Host)Nevski)，定位在7DL染色体上，具有特别强的抗叶锈性，目前在我国还未发现对其有毒力的小麦叶锈菌。该基因的抗病机制还不清楚，克隆其抗病相关基因，验证基因功能，对于该基因的高效利用具有重要意义。
　　本研究以小麦与叶锈菌互作为研究体系，对实验室前期通过转录组分析筛选到抗病相关基因TaRPP13、TaCML25/26进行克隆和亚细胞定位，同时利用大麦条纹花叶病毒介导的基因沉默(virus induced gene silencing，VIGS)技术对其进行初步的功能分析，为阐明小麦与叶锈菌互作的分子机制奠定基础，为合理利用小麦抗叶锈性提供理论和技术依据。
　　1.本研究克隆了抗病相关基因TaRPP13和类钙调素基因TaCML25/26。TaRPP13基因开放阅读框(Open Reading Frame，ORF)为2913bp，编码970个氨基酸，保守结构域预测具有RX-CC，NB-ARC和LRR结构域，典型的CNL抗病基因，22-87AA是保守的卷曲结构域(CC)，121-396AA是保守的核苷酸结合域(NBS);类钙调素基因TaCML25/26ORF为459bp，编码153个氨基酸。保守结构域预测表明TaCML25/26基因编码的蛋白具有位于序列314-449区的EF-hand_8以及36-445区的多个EFh保守结构域，属于典型的CML蛋白。
　　2.分析了TaRPP13和TaCML25/26的表达特性，利用qRT-PCR检测TaRPP13和TaCML25/26在Thatcher和TcLr19接种叶锈菌生理小种THTT后的转录水平变化，叶锈菌生理小种THTT与Thatcher形成亲和组合，与TcLr19形成非亲和组合。结果显示非亲和组合中，TaRPP13接菌6h后开始表达，与0h相比，该基因在24h、72h、144h显著上调表达;亲和组合中该基因在6h、48h、72h相对表达量显著高于非亲和组合，96h达到表达量的最大值，与非亲和组合相比增加2.8倍;TaCML25/26基因，在非亲和组合中，接种24h后上调表达，为亲和组合的4倍;接种36h后该基因在亲和组合中的表达量高于非亲和组合中，120h时该基因在亲和组合中达到表达高峰，为非亲和组合的7.5倍。
　　3.对TaRPP13和TaCML25/26进行了亚细胞定位，通过GFP绿色荧光蛋白融合表达技术分析TaRPP13和TaCML25/26在烟草细胞中的作用场所，结果表明，TaRPP13-GFP融合蛋白定位在细胞核上，而TaCML25/26-GFP融合蛋闩定位在细胞核和细胞质上。
　　4.开展了TaRPP13和TaCML25/26的基因沉默试验，通过VIGS技术沉默TaRPP13和TaCML25/26，初步探索基冈与小麦抗叶锈性的关系。沉默TaRPP13后，亲和组合中，与对照组相比，试验组接菌24h叶锈菌只形成附着胞，没有形成气孔下囊等其它组织，而48h和120h菌丝的生长情况，与对照组相比差异不明显;非亲和组合中，与对照组相比，试验组接菌24h后叶锈菌只形成附着胞，未形成其它组织，48h和120h菌丝的生长情况，和对照组相比差异不明显。试验结果表明沉默掉TaRPP13后Thatcher中叶锈菌早期生长受限;TcLr19中接菌24h菌丝的生长受到了抑制，这个作用持续整个侵染过程。说明该基因与植物的感病性有关。沉默TaCML25/26后，亲和组合中，与对照组相比，接菌24h叶锈菌只形成附着胞，未形成其它组织，接菌48h叶锈菌除次生菌丝和吸器外，小麦还产生坏死反应，120h菌丝的生长情况，和对照组相比差异不明显;非亲和组合中，与对照组相比接菌24h叶锈菌只形成附着胞，小麦没有产生坏死反应，接菌48h小麦产生坏死反应，菌丝并没有扩展，依然是附着胞的形态;接菌120h菌丝的生长的情况和48h相同。试验结果表明Thatcher中沉默掉该基因早期会限制叶锈菌的生长;TcLr19中TaCML25/26沉默后菌丝早期生长就受到了抑制，这个作用持续整个侵染过程。小麦抗叶锈性进一步增强。说明该基因可能与植物的感病性有关。