小麦叶锈菌(Puccinia triticina，Pt)是一类高度专化的活体营养型真菌，其引起的小麦叶锈病严重影响世界小麦安全生产。专性寄生真菌的特殊寄生结构—吸器产生的效应蛋白在病原菌致病性和寄主抗病性研究中扮演着重要角色。小麦叶锈菌的致病机制研究对于有效防控小麦叶锈病具有重要意义，而开展效应蛋白的研究对于揭示致病机制意义突出。因此，本试验在对6个不同毒力的小麦叶锈菌菌株09-12-284-1、09-19-727-1、08-5-11-1、04-15-7、03-5-99和08-5-260-2转录组测序的基础上，通过表达差异基因分析、利用生物信息学软件预测筛选候选效应蛋白，利用Pfam寻找功能结构，查找已报道病原真菌效应蛋白motif,利用MEME软件分析候选效应蛋白的未知保守结构域。随机克隆了部分致病相关基因的ORF序列，最后用半定量RT-PCR和qRT-PCR分析所克隆部分基因的表达模式，初步推断其生物学功能，研究将推进对小麦叶锈菌致病机制及其与寄主植物的互作机制的研究进程。　　本试验主要研究结果如下:　　1、对6个不同毒力小麦叶锈菌菌株转录组数据进行两两对比，共获得差异表达基因319004个次，显著差异表达基因26531个次。每个比对组合的差异表达基因在21266左右，而显著差异表达基因的数量平均为1768个，但不同组合间存在显著差异。Tc727-VS-Tc11的显著差异表达基因最多，为4334个，而Tc99-VS-Tc260的显著差异表达基因最少，仅有47个。显著差异表达基因的功能主要涉及生物调节、细胞过程、生物负调控、生物正调控、生殖、复制、响应机制、信号转导、大分子复合物、细胞膜组分、各类细胞器、抗氧化作用、结合作用、催化作用、电子载体、酶、金属伴侣、分子转导、蛋白结合的转录因子、核酸结合的转录因子及转运等功能。但从各自比较组合中发现，在不同的功能类型中，涉及到的具体功能条目的数量和基因存在差异。　　2、利用SignalP4.1，TargetP1.1，TMHMM2.0和EffectorP生物信息学软件组合层层筛选，步步缩小范围预测effector。最后得到702个候选分泌蛋白，311个候选小麦叶锈菌效应蛋白。　　3、Pfam和在线软件CD Search对候选效应蛋白进行功能结构域预测，得到95个含有保守结构的效应蛋白，主要包括一些热激蛋白、类甜蛋白家族、糖苷水解酶家族、细胞色素P450、转运蛋白以及CFEM真菌致病相关结构等。对未知结构的候选效应蛋白用Meme软件分析，发现了3个新的保守结构域。　　4、Perl软件搜索候选效应蛋白，共找到121个基因含有已知效应蛋白保守结构，其中11个含有RxLR结构域（卵菌），3个含有G[I/F/Y][A/L/S/T]R结构域（亚麻锈菌），87个含有[Y/F/W]xC结构域（白粉病菌），35个含有[L/I]xAR结构域（稻瘟病菌），同时还预测到了3个新的保守基序，说明小麦叶锈菌中含有丰富的效应蛋白保守基序。　　5、成功克隆候选效应蛋白基因14个，分别是Unigene4156(481 bp)、Unigene4204(391bp)、Unigene5212(451bp)、Unigene8006(550bp)、Unigene8382(383bp)、Unigene12160(508bp)、Unigene20419(775bp)、Unigene8119(759bp)、Unigene4298(778bp)、Unigene22481(235bp)、Unigene16325(370bp)、Unigene5071(659bp)、Unigene2873(211bp)和Unigene23963(210bp)。这些基因均与小麦秆锈菌假定功能蛋白相似，主要参与细胞组成、分子功能及生物过程。　　6、经qRT-PCR定量结果分析得出:Unigene4204、Unigene20419、Unigene5071、Unigene23963和Unigene12160在小麦叶锈菌侵染的早期诱导表达，推测这些基因可能是参与早期诱导、抑制寄主防御反应的信号传导;Unigene8006、Unigene8119、Unigene8382、Unigene22481和Unigene4298在侵染的后期诱导表达，在吸器大量形成时候高表达，推测这些基因可能与吸器寄生、锈菌产孢有关，极有可能是由吸器分泌出的致病相关因子。　　从转录组水平分析不同菌株的差异表达情况，可以揭示出不同菌株之间大量的差异表达基因，转录组分析是揭示差异表达基因的良好途径。利用多种工具和分析方法可以从大量的表达基因中获得候选的效应蛋白，多种方法结合，层层筛选，特别是增加EffectorP的筛选，大大提高了筛选效率。