玉米粗缩病(maize rough dwarf disease)是我国部分玉米主产区的重要病害,在我国主要由水稻黑条矮缩病毒(Rice black-streaked dwarf virus, RBSDV)引起,其传播媒介昆虫为灰飞虱(Laodelphax striatellus)。目前,全国玉米粗缩病年发生面积150-200万公顷,在该病害发生严重时可造成玉米减产30%-60%,甚至引起绝产。本研究采用田间自然鉴定方法对458份自交系材料进行抗病性鉴定,并利用人工接种和q-PCR方法对已知抗性水平的6个玉米自交系进行抗性验证,筛选最佳抗-感组合作为转录组学研究材料,实验结果如下：1、通过对458份玉米自交系材料进行田间高病毒压力下的自然发病鉴定,以株高降低率为判定抗性的标准时,大部分自交系对粗缩病均呈现感病类型反应(55.9%为高感,36.2%为感病),仅有5份(CIMBL52、CIMBL99、CIMBL69、7381和LG001)表现为高抗。2、构建了玉米粗缩病室内鉴定和研究技术。采用荧光定量PCR技术实现了对灰飞虱单头带毒检测；建立了荧光定量q-PCR对玉米携带RBSDV的定量检测技术,并采用该技术对经多年田间鉴定的抗病和感病反应稳定自交系在接种后体内RBSDV增殖与抗性表现关系的研究,证明抑制病毒增殖是抗病性的重要特征之一3、以抗病自交系X178和感病自交系掖478为转录组学研究材料,采用不接毒、接无毒灰飞和带毒灰飞虱3组处理,在处理前(0h)和处理后6、12、24、36、48、60h时间点采样做后续研究。对抗-感自交系在0、24和36h时间点的2组处理进行转录组测序和基因高通量表达谱分析。结果表明：在接种36h时,基因差异表达量明显高于24h时间点。以36h的基因表达为研究重点,采用Pathway显著富集分析和GO Ontology功能分析方法,深入研究病毒侵染后引发的基因表达特征。在感病自交系掖478中,差异表达基因主要富集在植物细胞的核糖体、游离的细胞器、叶绿体等重要组织和器官。这些差异表达基因按照功能可分为三类,即结构分子活性、结合活性和催化活性三大类。参与的生物学过程多集中于细胞水平上的生物合成。在抗病自交系X178中具有功能注释的差异表达基因主要富集在细胞质体、类囊体、叶绿体等位置,且在这些富集部位的基因表达以下调为主。这些基因多为转录和转运活性,参与细胞核合成与构建、染色质组织合成与构建、卟啉代谢与合成等重要生物学过程。4、对抗-感自交系间的差异表达基因的表达情况进行统计归类,并选取表达特征相反和抗病自交系中表达感病自交系中不表达的差异基因进行分析。结果表明,抗病自交系中上调而感病自交系中下调的具有基因注释的差异表达基因主要参与蛋白转运、烟酰胺代谢、病原与寄主互作、光合过程中的生物合成以及信号转导等重要生物学途径。这些基因主要位于细胞膜、内在膜等部位,主要功能为转运活性。在抗病自交系中下调而感病自交系中上调的具有功能注释的差异表达基因主要在淀粉和蔗糖代谢、病原与寄主互作、植物激素信号转导等重要途径中起作用。这些基因多富集在细胞的外囊结构、细胞外缘。其次是在细胞膜、核蛋白、细胞质和染色质等细胞部位。在植物体内这些基因主要参与脂质定位、逆境反应、内源刺激反应、生物调节等生物学过程。在抗病自交系中表达而感病自交系中不表达的具有基因注释的差异表达基因多位于细胞质、质体、质体类囊体、叶绿体类囊体外壳、光合膜等部位。主要参与光合作用中的生物合成、次生代谢物合成、病原与寄主互作、氨基酸代谢等生物过程。这些差异表达基因功能多为氧化还原酶活性。通过Pathway显著富级分析和GO功能分析,筛选出97个可能与抗性相关的基因,这些基因按照功能可分成4类,即Signal transduction, Transcription factor, Resistance related, Transporter protein和未知基因。5、利用形态学鉴定、分子生物学鉴定和致病性实验对发生于我国新疆的两种新病害病原进行了初步鉴定,明确了在向日葵和鹰嘴豆上发生的病害分别是向日葵茎点霉黑茎病和鹰嘴豆褐斑病,病原分别为Phoma macdonaldii和Ascochyta rabiei。