茭白（Zizania latifolia）是禾本科多年生水生植物,也是我国第二大水生蔬菜,具有重要的经济价值。茭白有正常茭、雄茭和灰茭三种表型,这三种表型与黑粉菌（Ustilago esculenta）在茭白体内的生长状态密切相关。雄茭中无黑粉菌存在,灰茭中黑粉菌形成大量褐色冬孢子堆,两者均无法食用。生产上若连续两年不选种,雄茭发生率将非常高,严重影响农民的经济效益。如何防止雄茭是茭白生产中亟待解决的关键问题,雄茭响应黑粉菌侵染的分子机制尚不清楚。课题组前期采用注射法对“浙茭2号”5叶期雄茭植株接种黑粉菌,研究接种后不同时间点雄茭叶片相关生物活性酶的变化,结果表明,大部分酶类在接种后3 h、12 h和24 h的活性与对照差异显著。结合前期研究结果,本研究采用注射法对“浙茭2号”5叶期雄茭苗接种黑粉菌,取接种后3 h、12 h和24 h的雄茭叶片进行转录组测序,对测序结果进行分析,挖掘雄茭响应黑粉菌侵染的候选基因。主要研究结果如下:1、差异表达基因的鉴定。取接种后3 h、12 h及24 h的茭白叶片进行液氮速冻,由北京百迈克生物有限公司进行转录组测序,对测序结果进行差异表达基因分析。结果显示,在CK-3 h vs TR-3 h、CK-12 h vs TR-12 h和CK-24 h vs TR-24 h三组中,分别鉴定出934个（上调表达530个,下调表达404个）、34个（上调表达10个,下调表达24个）和258个（上调表达127个,下调表达131个）差异表达基因。2、差异表达基因GO富集分析。对不同时间点的差异表达基因进行GO富集分析,结果显示,差异表达基因主要富集到分子功能、细胞组分和生物学过程3大类中的41个类别,主要参与植物抗逆相关的过程如细胞壁、对几丁质的反应、胁迫响应、过氧化物酶体等进程。3、差异表达基因的Pathway功能分析。KEGG代谢通路分析结果显示,差异表达基因主要映射到植物-病原互作、植物-MAPK信号通路和植物激素信号转导等代谢通路中,其中3 h富集到的Pathway有100个、12 h富集的Pathway有13个、24h富集到的Pathway有65个。在3 h中,植物-病原互作、植物-MAPK信号通路和植物激素信号传导等途径中富集到的差异表达基因个数较多,分别有64个、35个和34个;12 h富集的差异表达基因数目较少,主要参与倍半萜和三萜生物合成、植物-MAPK信号通路、植物-病原互作和植物激素信号传导等途径,其中倍半萜和三萜生物合成途径富集了2个,其余途径都只富集1个;在24 h中,差异表达基因富集到碳代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、植物-病原互作以及植物激素信号传导等途径,分别富集了8个、7个、7个和5个。4、雄茭响应黑粉菌侵染的转录因子分析。接种后三个时间点共鉴定出139个差异表达基因隶属于转录因子家族,主要包括b HLH、WRKY、NAC、MYB等响应生物胁迫或非生物胁迫的转录因子家族。其中,接种后3 h富集的转录因子个数最多,且大部分呈现上调表达;12 h只富集了1个NAC转录因子家族基因,24 h富集的较少,大部分呈现下调表达。5、雄茭响应黑粉菌侵染相关候选基因挖掘。对差异表达基因进行GO富集和KEGG Pathway途径以及加权基因共表达网络（WGCNA）分析,确定“植物-病原互作”和“MAPK信号通路-植物”为雄茭响应黑粉菌侵染的重要通路,并从中挖掘到16个雄茭响应黑粉菌侵染相关候选基因,其中包括2个FLS2基因、5个BAK1基因、2个MPK3基因、6个WRKY33基因、1个FRK1基因。荧光定量PCR检测相关候选基因的表达情况,结果显示,候选基因的表达趋势与测序结果一致,均呈现上调表达。