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小麦叶锈病是由小麦叶锈菌(Puccinia triticina)引起的在世界各小麦主产区普遍发生的一种重要真菌性病害,其对小麦的安全生产造成了严重影响。小麦叶锈菌是一种专性活体寄生真菌,通过吸器吸收养分,其分泌的效应蛋白在小麦叶锈菌的致病性方面起着重要作用。因此,小麦叶锈菌效应蛋白的研究对于更好的理解小麦叶锈菌的致病机制具有重要意义。本试验利用半定量RT-PCR与实时荧光定量PCR技术初步明确了候选效应蛋白基因在小麦叶锈菌不同生理小种及其侵染阶段的表达模式,并对部分基因扩增产物进行测序与生物信息学分析,为后续小麦叶锈菌致病机制及其与寄主的互作机制的研究奠定基础。本文主要研究结果如下: 1、所选用的10个基因引物中,除Pt70外,均能在12个生理小种的基因组DNA中检测出清晰稳定条带,扩增片段均大于目的扩增片段。10个引物在12个小种cDNA中均扩增出目的片段,引物Pt3、Pt12、Pt27、Pt51、Pt63、Pt68和Pt71扩增的结果与在BBBD小种中的结果基本一致;引物Pt58扩增片段比BBBD扩增片段小约100bp;引物Pt69扩增片段比BBBD扩增片段小约400bp;引物Pt70扩增片段比目的片段大约450bp。 2、半定量RT-PCR对10个基因在12个不同小麦叶锈菌生理小种的夏孢子、萌发芽管和侵染阶段不同时间点样品中的表达分析表明,Pt12、Pt27、Pt58、Pt63和Pt69在各阶段表达无差异,Pt3、Pt51、Pt68、Pt70和Pt71均在侵染阶段表现出诱导表达的趋势。其中Pt3和Pt71仅在侵染阶段诱导表达,在夏孢子与萌发芽管中几乎无表达;Pt51和Pt68除在侵染阶段诱导表达外,在夏孢子和萌发芽管中也存在表达;Pt70在夏孢子和芽管中存在表达,在侵染阶段的表达呈先下降后升高的趋势。 3、在半定量RT-PCR基础上,选取Pt3、Pt51、Pt68、Pt70和Pt71这5个基因对其在6个小种PTHH、THTT、THJT、THGT、PHJT和KHKT中进行实时荧光定量PCR,结果与半定量RT-PCR结果基本一致。Pt3、Pt51和Pt71这3个基因在夏孢子和萌发芽管中几乎无表达,其中Pt3和Pt71在侵染阶段早期即开始诱导表达,而Pt51则在侵染后期大量诱导表达;Pt68在各阶段均存在表达,在后期表达量显著增加;Pt70在萌发芽管及侵染前期的表达量要显著高于后期表达量。另外,这些基因在不同小种中的表达模式也存在差异。 4、获得了Pt3、Pt51、Pt68、Pt70和Pt71基因的cDNA序列,DNAMAN软件多序列比对表明各基因在12个小种中的相似性很高,仅个别碱基存在变异。对各基因在12个小种中的序列进行ORF预测发现,它们均具有完整的开放阅读框。SignalP4.1、TargetP1.1、iPSORT、TMHMM2.0和EffectorP等生物信息学软件分析表明,5个蛋白分别具有一个不同的信号肽,无跨膜结构域,Pt3和Pt51为效应蛋白的概率值分别为1.0和0.999。