【摘 要】
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小麦白粉病是世界上小麦产区的主要病害之一,引起小麦白粉病的病原物是禾本科布氏白粉菌小麦专化型（Blumeria graminis f.sp.tritici,Bgt）,严重影响小麦的产量。当前,防治小麦白粉病最经济、安全、有效的手段是小麦抗性品种的使用。小麦抗白粉病基因Pm40来源于中间偃麦草,被定位在小麦7BS染色体,Pm40在“后Pm21时代”小麦育种中起重要作用。小麦与白粉菌的互作机制研究,有
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小麦白粉病是世界上小麦产区的主要病害之一,引起小麦白粉病的病原物是禾本科布氏白粉菌小麦专化型（Blumeria graminis f.sp.tritici,Bgt）,严重影响小麦的产量。当前,防治小麦白粉病最经济、安全、有效的手段是小麦抗性品种的使用。小麦抗白粉病基因Pm40来源于中间偃麦草,被定位在小麦7BS染色体,Pm40在“后Pm21时代”小麦育种中起重要作用。小麦与白粉菌的互作机制研究,有助于进一步揭示小麦抗白粉菌的机制,为培育抗性材料提供思路。本研究以小麦姊妹系L658（携带抗白粉病Pm40基因）和L958（不携带Pm40基因）为研究材料,采用DAB（3,3-二氨基联苯胺）染色方法、苯胺蓝染色方法、LM10-FITC染色方法、CBM3a-His-FITC/AMCA染色方法,研究H2O2、胼胝质、（1,4）-β-木聚糖、纤维素在小麦抗白粉菌过程中的作用;利用i TRAQ技术,研究小麦L658和L958叶片受白粉菌胁迫后24h、48h、72h的蛋白质的差异表达;利用q RT-PCR技术,研究小麦受白粉菌胁迫后,编码差异蛋白质的基因在m RNA水平的表达情况;利用Shotgun技术,研究供试小麦白粉菌分生孢子的蛋白质表达谱。通过以上研究获得的主要结果如下:1.小麦L658受白粉菌胁迫后48h和72h,在侵入位点形成的有效乳突的百分率是小麦L958的两倍以上。小麦L658受白粉菌胁迫后72h,侵染位点产生H2O2的百分率显著高于小麦L958。乳突和H2O2的产生是L658抵抗白粉菌侵染的原因之一。应用显微镜和荧光染色技术,证明小麦乳突的化学成分包括胼胝质、（1,4）-β-木聚糖、纤维素,其中（1,4）-β-木聚糖是新发现的化学成分。2.小麦L658和L958接种白粉菌前和接种白粉菌后24h、48h、72h,利用i TRAQ技术共鉴定到3152个蛋白质。GO功能富集分析,发现L658受白粉菌胁迫后上调的29个免疫系统过程蛋白质中有27个蛋白质,比对应蛋白质在L958中上调倍数高或上调表达早。KEGG通路富集分析,发现α-亚麻酸代谢、次生代谢的生物合成、不饱和脂肪酸的生物合成、谷胱甘肽代谢、糖酵解/糖异生、吞噬体和类苯基丙烷生物合成7个KEGG通路在小麦L658抗白粉病过程中起重要作用。丁酸甲酯和光合作用2个KEGG通路在小麦L958感白粉病过程中起重要作用。以上抗病蛋白质和抗病通路,丰富了小麦抗白粉病的机制。3.小麦L658和L958受白粉菌胁迫后,水杨酸通路的代表基因PR1、茉莉酸通路的代表基因12-OPR和类苯基丙烷的代表基因PAL均上调表达,但抗病小麦L658上调表达的倍数显著高于感病小麦L958上调表达的倍数。说明水杨酸SA通路、茉莉酸JA通路和类苯基丙烷通路在携带Pm40小麦抗白粉菌过程中,相互协作起重要作用。编码差异蛋白质的基因在m RNA水平的表达情况,存在一致性,一定程度说明i TRAQ试验的可靠性,也存在部分基因在两个水平不一致性,可能原因是基因的转录后调控。谷胱甘肽巯基转移酶、葡聚糖苷酶、几丁质酶、14-3-3和钙网蛋白质,对小麦L658对白粉病的抗性起重要作用。4.利用Shotgun技术,共鉴定到1654个蛋白质,为小麦白粉菌建立了蛋白质表达谱,其中包含5个候选效应因子。GO功能分析,发现56个响应刺激的蛋白质,KEGG通路分析,发现小麦白粉菌分生孢子中存在α-亚麻酸代谢、不饱和脂肪酸的生物合成、谷胱甘肽代谢、糖酵解/糖异生、吞噬体和丁酸甲酯代谢,这些通路中的蛋白质可能诱导携带Pm40小麦对白粉菌的抗性。信号通路主要包括MAPK信号通路、c AMP信号通路和钙信号通路等,影响小麦白粉菌的生长和致病性。
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