甜菜是世界上重要的糖料作物,是除热带甘蔗以外的一个主要食糖来源。在甜菜生产过程中受到诸多病害的危害,其中甜菜丛根病是最为严重的病害之一。甜菜丛根病是近年来在世界各地普遍发生的一种甜菜病毒病害,该病对甜菜生产危害极大,发生后块根减产40%-60%,含糖下降4-9度,严重地块甚至绝产,已成为制约甜菜生产及制糖工业产业发展的重要因素。提高甜菜抗丛根病性已成为甜菜生产需迫切解决的问题。因此,深入研究甜菜抗丛根病生理机制,对加速甜菜抗病育种、扩大甜菜种植面积、提高农民收益具有重大意义。本论文采用钙离子荧光探针、激光共聚焦显微镜技术及同位素标记技术,以侵染丛根病病源甜菜叶片为研究材料,通过研究病源侵染后信号转导途径中第二信使—胞内钙离子浓度与分布及依赖于钙离子的蛋白激酶活性变化,揭示胞内钙离子及蛋白激酶在甜菜抗丛根病信号转导途径中的作用,为丰富和完善甜菜抗丛根病细胞信号转导机理提供科学依据和理论基础。研究主要取得如下结果：1.建立了检测甜菜细胞内钙离子的技术体系。应用钙离子荧光探针结合激光共聚焦显微镜技术,以甜菜叶片为材料,低温4"C下装载钙离子荧光探针Fluo-3/AM(20μmol·L-1)120min,将材料置于室温25℃放置120min,将钙离子探针Fluo-3/AM置入甜菜叶片细胞内,且在实验过程中未发现有荧光猝灭现象。为研究甜菜坏死黄脉病毒侵入甜菜叶片细胞后胞内Ca2+变化提供技术支撑。2.甜菜坏死黄脉病毒浸染甜菜叶片后,抗丛根病品种胞质Ca2+浓度发生相应的变化,并得到胞质Ca2+快速增高的特征曲线,而感病品种胞质Ca2+浓度基本未发生变化。病毒侵染甜菜叶片引起的胞内Ca2+水平增高主要来源于细胞间隙的钙离子。表明Ca2+作为甜菜-丛根病病原物互作过程中的第二信使是激活甜菜抗丛根病所必经途径。3.茉莉酸、水杨酸作为信号分子在植物抗病信号转导途径中占据重要的位置,外源JA、SA处理可以诱导甜菜叶细胞游离钙离子浓度升高,与甜菜坏死黄脉病毒侵染甜菜叶片细胞胞内钙离子的变化相一致,初步表明JA、SA是病毒侵染甜菜后胞内钙信号的上游信号分子。4.从外源底物、ATP浓度、反应时间、金属离子浓度等方面筛选测定甜菜叶片细胞内蛋白激酶活性的最佳条件,建立了体外检测甜菜叶片胞内蛋白激酶活性的体系：外源底物为Histon-Ⅲ,其浓度为0.5mg/mL, ATP浓度为50μmol/L,Mg2+浓度为5mmol/L,启动反应10min。通过在体系中不加Ca2+、加Ca2+、加Ca2+和CaM、加Ca2+和TFP进行蛋白激酶活性对比试验,初步鉴定出受甜菜坏死黄脉病毒侵染甜菜叶片后钙信号响应的蛋白激酶为CDPKs。