小麦条锈病是由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis f.sp.tritici)引致的重大真菌病害,严重影响小麦产量和质量。目前生产上主要通过种植抗病品种防御小麦条锈病,但是由于小麦条锈菌不断进化变异,产生新的毒性生理小种,使得小麦抗病品种抗性容易丧失,导致小麦条锈病持续发生与流行。因此,研究小麦条锈菌毒性和变异机制,揭示其致病机理,进而探索新型持久抗病策略成为亟待解决的问题。小麦条锈菌作为一种活体营养专性寄生真菌,侵染过程中通过吸器向寄主细胞内释放效应蛋白,调控寄主防御反应增强病菌毒性。目前,由于小麦条锈菌缺乏稳定可靠的遗传转化体系,给吸器效应蛋白的研究带来一定困难。而近来一些新技术的出现,比如农杆菌介导的瞬时表达体系、细菌三型分泌系统介导的异源表达系统、病毒介导的基因沉默技术等,给吸器效应蛋白的研究带来了极大便利。因此,本研究在小麦条锈菌吸器转录组测序完成的基础上,对小麦条锈菌吸器效应蛋白进行筛选和鉴定,初步了解吸器效应蛋白在小麦条锈菌致病中的作用。该研究对探索小麦条锈菌的致病机理,加快构建新型持久抗病体系具有指导意义。主要研究结果如下:基于小麦条锈菌吸器转录组测序的结果,通过生物信息学方法选取65个吸器特异的分泌蛋白;利用农杆菌侵染烟草瞬时表达体系筛选得到27个能够抑制BAX诱导的细胞坏死的候选效应蛋白;进一步借助细菌三型分泌系统在小麦细胞中瞬时表达候选效应蛋白,分析其对寄主防卫反应的影响,发现其中12个效应蛋白瞬时表达能够显著抑制寄主胼胝质的积累,表明其具有抑制寄主PTI的毒性功能;同时,发现4个效应蛋白瞬时表达能够显著抑制小麦与条锈菌非亲和反应中寄主细胞活性氧积累,并同时减少寄主细胞坏死面积,表明其具有抑制寄主ETI的毒性功能,另一方面,观察效应蛋白瞬时表达对条锈菌生长发育的影响,发现7个效应蛋白瞬时表达导致侵染后期(120h)条锈菌生物量增加,表明其可能具有促进条锈菌生长发育的功能;上述结果表明条锈菌吸器效应蛋白具有抑制寄主防御反应,增强病菌致病性的毒性功能。