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由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis f.sp.tritici)引起的条锈病是小麦生产上的一种重要真菌病害。利用抗病品种是防治小麦条锈病最为经济而有效的措施。然而,由于小麦条锈菌变异频繁,新的毒性小种不断出现,持续威胁全球小麦生产和粮食安全。因此,解析小麦条锈菌致病及其变异机制对开发新的病害防控策略具有重要意义。大量的研究已经表明,病原菌通过分泌效应蛋白抑制寄主的防卫反应促进病菌的侵染及致病过程。前期研究工作发现,小麦条锈菌分泌蛋白Hasp172能够明显抑制Bax诱导的细胞坏死,推测其在病菌致病过程中起关键作用。然而,Hasp172调控寄主防卫反应的分子机制尚不清楚。因此,本研究对分泌蛋白Hasp172进行功能鉴定,并且利用酵母双杂技术筛选其互作靶标。主要研究结果如下:1、效应蛋白Hasp172的功能解析利用RT-PCR扩增得到Hasp172基因,全长303bp。通过氨基酸序列分析及酵母分泌系统验证确定Hasp172为分泌蛋白。借助农杆菌介导的PVX病毒表达系统,在烟草中过表达Hasp172发现其能够明显抑制BAX诱导的细胞坏死。qRT-PCR分析发现Hasp172在条锈菌侵染小麦过程的6-24h中上调表达,表明其可能在条锈菌早期侵染过程中起关键作用。利用寄主诱导的基因沉默技术BSMV-HIGS沉默Hasp172发现病菌吸器数量明显减少,然而,产孢量并没有显著改变,这可能由于effector存在功能冗余。利用烟草瞬时表达确定Hasp172定位在线粒体内。2、Hasp172互作靶标的筛选及功能分析利用酵母双杂技术筛选并验证Hasp172与小麦电压依赖阴离子通道蛋白(Voltage-dependent anion channel)TaVDAC1互作。进一步通过双分子荧光互补(BiFC)实验也证明了效应蛋白Hasp172与TaVDAC1在植物体内互作并定位于线粒体。通过qRT-PCR分析TaVDAC1在小麦与条锈菌亲和互作及非亲和互作中的表达特征,结果显示TaVDAC1在小麦与条锈菌非亲和互作体系中的上调表达明显,表明TaVDAC1可能在植物抗病过程中起重要作用。烟草瞬时表达显示TaVDAC1定位在线粒体中。3、TaVDAC1互作靶标的筛选及功能分析通过酵母双杂解析TaVDAC1的下游途径,筛选到小麦基因RING型E3泛素连接酶与TaVDAC1互作。在烟草中过表达TaRING1发现它能够引发细胞坏死。以上研究结果明确了效应蛋白Hasp172在病原菌侵染早期过程中起重要作用,并初步解析了其调控机制,为揭示小麦与条锈菌互作的分子机理奠定基础,同时也为制定持久防治小麦条锈病新策略提供理论依据和技术支撑。