赤霉病是小麦最为严重的病害之一，其对小麦产量的影响威胁着粮食的安全生产，对小麦品质的影响严重威胁着人类的健康。赤霉病抗性育种和遗传改良是目前对抗赤霉病最具可持续发展的方法。但是目前可利用的赤霉病抗性抗源并不多，且已经应用的多数是来源于苏麦3号及其衍生系，加上目前对赤霉病的研究主要集中在Fhb1等为数不多的基因上，全世界赤霉病抗性育种面临着抗源单一的困境，而从小麦近缘属种中寻找外源抗性是一个行之有效的办法。本研究使用来源于中间偃麦草的小麦赤霉病抗性新种质PI672538及其感病姊妹系小麦L661，对它们接种赤霉菌后的穗部以及相应叶片在不同的时间点取样并进行高通量转录组测序，并同时测定其光合作用参数、叶绿素荧光参数、抗氧化酶类活性。旨在探究PI672538抗赤霉病或者L661感赤霉病过程中的相关基因的表达模式及其通路、光合作用对小麦赤霉病抗性形成的贡献，从而解释小麦新种质PI672538的赤霉病抗性机制，以促进其在育种和生产实践中的利用。
　　本研究的主要研究结果如下:
　　1.通过不同抗性基因型小麦之间差异表达基因在染色体上分布的偏向性现象，在3B染色体上发现了一个长度为140kb基因富集的基因岛区域，该基因岛中的基因在PI672538和L661中不同转录组的表达模式说明了其参与到了PI672538赤霉病抗性反应过程。
　　2.3B染色体上与赤霉病抗性相关的基因岛位于181.40Mb-181.54Mb的物理区域，这与PI672538抗赤霉病QTL FhbL693b位于小麦3B染色体上174.6Mb-190.7Mb区域具有一致性。
　　3.PI672538对赤霉病的抗性分为两个阶段，与抗性相关的基因在0-24小时前期以组成表达为主，24-72小时以诱导表达为主;而L661在0-72小时均是以诱导表达为主。这种不同时期的组成性表达和诱导表达共同形成了PI672538的赤霉病抗性。
　　4.赤霉菌入侵早期（0-24小时），PI672538在感染部位爆发更多的ROS导致短暂的感病(S)，而L661中清除这些ROS使得其短暂的抗病(R)。最终短暂的感病有利于ROS中的H2O2作为信使分子，调控SA介导的系统获得抗性(SAR)的激活。
　　5.PI672538中更多的叶绿素含量、感染赤霉菌后光合作用的升高都有利于产生更多的ROS;基因岛上很多与光合作用相关的基因在赤霉菌感染后呈现出与赤霉病抗性相关的表达调控模式;IMP和Rubisco之间的相互作用，导致PI672538在感染部位的短暂感病(S)和L661中短暂的抗病(R)。这些证据都说明了光合作用参与小麦PI672538的赤霉病抗性反应过程
　　6.GO富集分析结果表明在抗性小麦PI672538中，与防御相关的基因在24-72小时中的表达的数量呈现上升趋势，在L661中则多数出现下降;24-72小时，在PI672538中本地和远端组织中的PR基因被大幅度诱导表达，且超过了感病小麦L661，且在远端组织叶片中，PR基因的表达量也比L661中高。说明了SAR在PI672538中成功被激活并使其在远端组织中产生了赤霉病抗性。而L661则没有激活SAR。