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由禾本科布氏白粉菌(Blumeria graminis f.sp.tritici)侵染引起的小麦白粉病,是一种严重制约小麦产量的真菌性病害。病原菌通过附着胞在寄主表皮细胞内形成吸器,与寄主建立紧密的寄生关系,通过向寄主细胞分泌各种效应子蛋白以操控寄主生命活动,使其利于自身寄生。同时,白粉菌具有高度遗传变异性,小麦的小种专化抗性易被病原菌新的毒力突变体克服而丧失。因此,利用理想的抗源培育抗白粉病品种,对于小麦安全生产、环境保护都具有重要意义。本研究在调查寄主-病原菌亲和与非亲和互作的细胞学反应特点及差异的基础上,利用小麦-簇毛麦抗白粉病的6DL·6V#4S易位系Pm97033及其感病背景亲本宛7107接种白粉病菌后的寄主-病菌双向动态转录组数据,应用分子生物学方法筛选和鉴定簇毛麦6V#4S上与白粉病抗性相关的基因,以及致病的白粉病菌效应子基因。为进一步鉴定簇毛麦6V#4S的白粉病抗性基因及阐明其广谱抗性机制奠定基础。主要研究结果如下:1.调查了寄主-病原菌互作过程中Pm97033和宛7107叶片上病菌的吸器指数、寄主乳突形成百分率及过敏性细胞坏死(HR)的变化。结果显示,病原菌侵染宛7107 24 h后出现掌状吸器,此后吸器指数持续快速增长,48 h达到峰值,约为80%;而Pm97033上白粉菌吸器发育缓慢,吸器指数在侵染后36 h达到峰值时仅为10%。其次,寄主的乳突形成均在接种后24 h达到峰值,此时Pm97033的乳突形成率为25%,宛7107为17%。Pm97033被侵染的表皮细胞HR发生率在接种后36 h迅速增加,到60 h达32%;而宛7107的HR产生时间较晚,且百分率较低,接种后60 h达到峰值时的百分率为12%。2.从宛7107和Pm97033接种后0 h,20 h和48 h的叶片转录组中筛选出196个寄主间差异表达基因,经共线性分析,筛选出33个初步定位于小麦第6同源群短臂上的基因,测序验证鉴定出19个来自6V#4S的基因。对19个基因进行qRT-PCR分析,发现12个基因在Pm97033接种白粉菌后上调表达。进一步筛选了4个受白粉菌诱导上调表达的基因P106302、P116577、P35896、和P25583,利用VIGS初步评价候选基因的功能。结果显示,BSMV:C1-25583、C2-35896和C3-116577沉默后的Pm97033叶片上,白粉菌孢子侵入率不同程度提高,并形成二级菌丝,明显不同于对照BSMV:EV,可作为候选的抗病相关基因。同时,将9个定位于6V#4S上的基因转化成可在不同小麦遗传背景中跟踪簇毛麦6VS或6V#4S染色体臂的特异分子标记。其中,引物P461-5a可以作为区分簇毛麦6V#2S和6V#4S染色体臂的特异分子标记。3.从白粉菌转录组393个注释为效应子蛋白的基因中,筛选了亲和互作中表达量较高的15个基因。根据半定量分析结果,进一步筛选出3个在亲和与非亲和互作中差异表达的基因BGT96224_E3119、NOVE100590和BGT96224_E5891及1个功能注释为糖基水解酶的效应子蛋白基因NOVE100718;荧光定量分析确认了4个基因的表达模式。对4个基因进行基因枪介导的单细胞瞬时表达未观察到明显的毒性表型。利用酵母双杂交技术(Y2H)对其中的基因BGT96224_E3119进行亲和互作的cDNA文库筛选,初步捕获到8个可能的寄主互作蛋白,先后经tBLASTx与寄主转录组数据比对分析,6个基因存在于寄主转录组数据中。