小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)是一种对小麦生产造成严重危害的活体营养专性寄生真菌,对小麦生产及粮食安全造成巨大危害。目前对于小麦条锈菌的防治主要应用化学试剂及种植抗病品种,但条锈菌具有变异频繁且发生迅速的特点,从而使现有的小麦品种抗病性减弱甚至丧失。现有研究表明,活体营养寄生真菌的侵染定殖需要寄主植物感病因子的参与,而将感病基因进行缺失突变后,寄主植物能够获得广谱持久的抗病性。因此,对小麦感病基因的鉴定及其感病机理的研究对建立广谱持久抗病性起着至关重要的作用。为了筛选鉴定小麦感条锈病基因,本实验在已完成的小麦与条锈菌互作转录组数据库中筛选获得了24个在亲和组合中上调表达在非亲和组合中下调表达的基因,作为候选感病基因。利用病毒介导的基因沉默技术(VIGS)分别沉默24个候选基因,发现沉默其中5个候选基因,包括细胞色素P450、假想蛋白TRIUR3、Bowman-Birk型胰蛋白酶抑制因子、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶EDR1和2-氧化戊二酸依赖的双加氧酶基因,产孢量和接菌后5 d的菌落面积显著减小,表明其为潜在的小麦感条锈病基因。实验室前期筛选到一个小麦候选感条锈病基因TaCIPK14。为了进一步解析其介导的感病机理。在此基础上,利用酵母筛库技术获得了7个潜在候选靶标蛋白,运用酵母双杂交、Pull-down技术明确2个TaCIPK14的互作蛋白,分别是小麦E3泛素连接酶(TaRCP1)、小麦蛋白酶体β1亚基(TaPBF1)。利用生物信息学分析发现,TaRCP1基因的ORF全长为897个核苷酸,编码298个氨基酸残基,其中包含一个RING蛋白结构域。TaPBF1基因序列ORF全长由666个核苷酸组成,编码221个氨基酸残基,包含一个PER1结构域。通过对靶标基因进行烟草亚细胞定位发现,TaRCP1在细胞膜、质和核均有分布,而TaPBF1蛋白在细胞质中聚集,根据其注释功能,推测是蛋白酶体。TaRCP1和TaPBF1在小麦与条锈菌互作过程中出现了差异表达变化,暗示其可能在小麦与条锈菌互作过程中发挥作用。瞬时沉默TaRCP1与TaPBF1后,接种条锈菌亲和小种CYR31,发现在条锈菌侵染后期产孢量降低。由此我们推测TaCIPK14基因可能通过调节TaRCP1、TaPRF1影响寄主植物蛋白质的降解过程,从而在条锈菌侵染小麦过程中发挥感病作用。