小麦条锈病是小麦上最严重的病害之一。其致病菌—小麦条锈菌是一类毒性变异频繁的活体专性寄生真菌。大量的研究表明,病菌通过分泌效应蛋白抑制寄主防卫反应促进其侵染及致病过程。目前,小麦条锈菌全基因组测序已经完成,大量的分泌蛋白被发现,然而,有关分泌蛋白在条锈菌侵染过程中的作用及其调控机理知之甚少。本研究基于课题组条锈菌吸器转录组测序基础上,筛选获得小麦条锈菌候选效应蛋白基因Ps3439,解析其在病菌侵染及致病过程中的作用机制,研究结果为进一步揭示小麦与条锈菌互作机理奠定基础,同时也为小麦条锈病的持久控制提供理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:1.Ps3439的分泌及表达特性分析Ps3439基因ORF全长357bp,编码118个氨基酸,信号肽序列位于N端前25个氨基酸,蛋白质等电点（p I）为9.70,不含半胱氨酸（Cys）,分子量为8.6 k Da。不含跨膜结构,无任何已知保守结构域。酵母分泌缺失互补试验表明其N端信号肽具有分泌功能;利用烟草瞬时表达,明确Ps3439定位于细胞质和细胞核。qRT-PCR分析了Ps3439在条锈菌侵染小麦过程中的表达特征。结果显示,Ps3439在条锈菌接种小麦后的6、12、18、24小时转录水平都上调40倍以上,表明Ps3439可能在条锈菌侵染早期起关键作用。2.Ps3439与小麦ATP酶TaXB24互作为解析Ps3439的调控机理,利用酵母双杂交技术筛选Ps3439的互作靶标,从中获得一个候选互作靶标—小麦ATP酶TaXB24,然后将Ps3439和TaXB24基因分别进行原核表达,并利用pull down技术证明Ps3439和TaXB24存在体外互作。进一步利用双分子荧光互补（BiFC）以及免疫共沉淀（Co-IP）技术证明Ps3439和TaXB24在体内互作。这些研究结果表明Ps3439和TaXB24存在物理互作。3.Ps3439显著提高TaXB24酶活性系统进化树分析表明,TaXB24和其他植物（如乌拉图小麦、大麦、水稻）的ATP酶存在较近的亲缘关系。基于此,将TaXB24进行原核表达及酶学特性分析,结果显示,TaXB24具有ATP酶活性,而且镁离子对其活性有较高的激活作用。为明确Ps3439对TaXB24的影响,将原核表达Ps3439获得的纯化蛋白加入TaXB24的酶活鉴定体系,结果发现,随着加入Ps3439蛋白量的增加,TaXB24酶活力明显提高。4.TaXB24在小麦感条锈病过程中起重要作用。利用qRT-PCR分析TaXB24在小麦与条锈菌亲和及非亲和互作体系中的表达特征,结果显示,与对照相比,TaXB24在小麦抵御条锈菌侵染过程中呈下调表达趋势;然后利用烟草瞬时表达,明确TaXB24定位于细胞质;为进一步明确TaXB24在小麦与条锈菌互作过程中的作用,利用病毒介导的基因沉默技术（VIGS）沉默TaXB24,结果显示,沉默植株与对照相比,产孢量明显减少,组织学观察发现48小时、120小时条锈菌菌落面积明显减小,菌丝发育受到限制,表明在小麦感条锈病过程中起重要作用。