小麦(Triticum aestivum)是我国重要的粮食作物,种植历史悠久。条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis f.sp.tritici)引发的条锈病是我国小麦生产上重大病害。种植抗病品种是防治小麦条锈病最经济有效的手段,但小麦条锈菌变异频繁,新的毒性小种出现会导致抗病基因不断被克服,从而使抗病品种丧失抗性。小麦条锈菌作为活体营养寄生真菌,通过吸器从细胞中吸收营养,并释放效应子调控寄主免疫。因此,亟需加强对小麦条锈菌效应子的功能研究,并进一步利用寄主诱导的基因MCC950作用沉默技术(Host-Induced Gene Silencing,HIGS)靶向沉默病菌效应子以创制持久抗病材料。本研究对前期筛选获得的候选效应子Pst03495进行了功能分析,并利用HIGS技术创制了抗小麦条锈病材料,获得了如下主要结果。1.鉴定到一个在条锈菌侵染小麦过程中显著高表达的效应子Pst03495。序列分析发现其N端具有信号肽,C端含有Inhibitor-I9结构域,编码丝氨酸蛋白酶抑制子。q RT-PCR分析发现,Pst034Etoposide半抑制浓度95在侵染早期高表达。进化树分析表明Pst03495的同源序列主要存在于锈菌中。2.酵母分泌实验证实Pst03495信号肽有分泌功能。利用本氏烟异源过表达技术及胞间液蛋白酶活性测定,明确Pst03495在质外体中有分布,并抑制质外体中植物蛋白酶的活性。3.毒性功能分析证实Pst03495可以抑制锈菌激发子Pst322在本氏烟中诱导的细胞坏死,并且其抑制坏死的功能依赖于Inhibitor-I9结构域。此外,蛋白酶抑制子活性分析证实Pst03495能抑制S8家族丝氨酸蛋白酶Subtilisin A。综上表明,Pst03495抑制坏死的功能及其抑制子活性需要Inhibitor-I9结构域。4.利用病毒介导的基因沉默技术瞬时沉默Pst03495后接种毒性生理小种CYR31发现,条锈菌的菌丝长度及菌落面积均受到明显抑制。表明该效应子参与小麦条锈菌致病。5.通过农杆菌介导的遗传转化技术,创制Pst03495-RNAi转基因材料。通过接种毒性小种CYR32进行抗病性鉴定发现,T_2代两个株系(L5和L8)较野生型叶片产孢显著减少,菌丝长度及菌落面积受到显著抑制。此外,L5和L8接种无毒小种CYR23后较野生型活性氧面积和胞间液蛋白酶活性均显acute chronic infection著提高。综上表明,Pst03495-RNAi转基因株系对条锈菌的抗性显著增强。对小麦条锈菌效应子Pst03495的功能进行分析,并初步创制了Pst03495-RNAi抗病材料,为小麦条锈病持久防控提供了基因资源与理论依据。