摘要
目前，小麦白粉病是世界范围内小麦最重要的叶部病害之一，且随着作物施氮肥水平的提高而日益严重，已经严重威胁到小麦的产量和品质；通过遗传改良，利用小麦抗白粉病基因是公认最有效、经济和安全的防治方法，但是目前对于小麦抗病基因的抗病机制和机理相关研究还存在数量少，方法粗放等问题。PmHNK是一个来自于普通小麦的优异白粉病抗病基因，对于目前河南省的大多数小麦白粉病流行小种有很好的抗病表现。 为了明确小麦与白粉菌互作时（亲和反应、非亲和反应）的基因组的差异化表达情况以及PmHNK介导的抗性反应特点，本实验利用来自杂交组合周麦22/周麦19的30株F3抗病单株和30株 F3感病单株，分别组成抗病基因混合池和感病基因混合池，两个基因混合池仅在抗病位点（PmHNK）存在差异。两个混合池的单株分别用白粉菌单孢小种08B1进行侵染，在0h、24h和48h时间点分别剪取单株叶片提取总RNA，并进行相应的处理与基因芯片进行杂交。芯片结果显示在非亲和反应中差异表达转录组共443个，其中上调表达289个，下调表达转录组为154个；在亲和反应中确认385个差异表达转录组，上调表达218个，下调表达167个。在非亲和差异表达转录组中有100个被认为和寄主过敏反应相关，在亲和反应差异表达转录组中有42个转录组和病原菌建立寄生关系相关。另外，本研究还分别确认了34和15个直接受PmHNK和pmhnk调控的组成型表达基因。通过对芯片数据的详细分析，本研究发现在PmHNK介导的抗性信号通路中，水杨酸信号传导途径和乙烯信号传导途径可能起主导性的作用。在本研究中，课题组明确了小麦白粉病菌与抗病基因互作时，小麦基因组的差异化表达反应，其中，小麦防卫相关反应可分为亲和反应和非亲和反应两大类，防卫反应同时存在于抗病和感病品种中，但是在反应强度上，抗病基因介导的防卫反应强度远大于感病基因；抗病基因PmHNK介导的抗病信号传导主要是通过乙烯和水杨酸两种信号通路进行传导的，同时通过确认PmHNK特异转录因子，基于其序列，设计了一系列可用于PmHNK分子育种的实用型分子标记，为我国小麦白粉病抗病育种提供了材料和理论支持，同时本研究的试验结果为进一步理解小麦与白粉菌互作反应的分子机制及PmHNK抗病信号传导途径提供了坚实的理论支持。
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