1、小麥葉銹病是一種氣傳性病害，在世界范圍內(nèi)均有發(fā)生，對小麥造成嚴(yán)重的產(chǎn)量損失。小麥葉銹菌（Puccinia triticinia）是一種專性寄生菌，其病菌無毒（Avirulence，Avr）基因與寄主抗病(Resistance，R)基因互作符合Gene-for-gene理論。研究病原物致病機(jī)制對于銹病的防控具有重要意義。過去分子水平的研究主要研究小麥抗葉銹菌的分子機(jī)制和基因表達(dá)機(jī)理以及挖掘小麥抗葉銹基因等，而對于小麥葉銹菌寄生及致病的分子

2、機(jī)制和基因表達(dá)研究較少。本研究以中國小麥葉銹菌為研究材料，利用最新的基于Illumina測序的轉(zhuǎn)錄組測序手段，從轉(zhuǎn)錄組水平研究葉銹菌的發(fā)育及致病相關(guān)基因，研究將通過對不同毒力菌株、不同狀態(tài)下的RNA分析，有效揭示其差異，進(jìn)而推測可能的致病相關(guān)基因，為能更好地揭示小麥與小麥葉銹菌之間的相互作用提供依據(jù)，同時(shí)也將有助于更好的尋找抗菌藥物靶點(diǎn)，促進(jìn)抗菌藥物的開發(fā)研究，具有重要的理論意義和重大的創(chuàng)新。本研究主要結(jié)果如下:
　　1.對小麥葉

3、銹菌進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組de novo測序，通過Illumina HiSeqTM2000平臺測序，總計(jì)產(chǎn)出4153708620 nt數(shù)據(jù)。組裝獲得46008個(gè)Unigene，總長達(dá)到31256810 nt，平均長度為679nt，N50達(dá)到1064 nt。注釋到Nr、Nt、Swiss-Prot、KEGG、COG和GO庫的Unigene分別是25960個(gè)、17884個(gè)、14822個(gè)、14384個(gè)、11004個(gè)和11241個(gè)，所有注釋上的Unigene

4、總計(jì)27030個(gè)。預(yù)測編碼蛋白框(CDS)，比對到蛋白庫的CDS有25834個(gè)，預(yù)測出的CDS有6646個(gè)，共32480個(gè)。SSR共7804個(gè)，獲得SSR引物3065對。
　　2.對小麥葉銹菌09-12-284-1和09-19-727-1嚴(yán)重感染的接種后第六天的小麥葉組織和這兩個(gè)菌的夏孢子的總RNA進(jìn)行Illumina HiSeqTM2000雙末端測序，將測序結(jié)果比對到小麥葉銹菌de novo測序得到的轉(zhuǎn)錄組上，分別得到了7206

5、771、7070710、7316832和7273551條Total Mapped Reads，樣品Tc284_2與參考基因組的比對數(shù)達(dá)到33.04％，與參考基因的比對達(dá)到40.74％;樣品Tc727_2與參考基因組的比對數(shù)達(dá)到27.52％，與參考基因的比對達(dá)到33.94％;樣品PT284_3與參考基因組的比對數(shù)達(dá)到46.49％，與參考基因的比對達(dá)到56.26％;樣品PT727_3與參考基因組的比對數(shù)達(dá)到47.66％，與參考基因的比對達(dá)到

6、57.29％。
　　3.基于RPKM法，在感病組織樣品Tc284_2對Tc727_2中共有10077個(gè)上調(diào)表達(dá)基因，10699個(gè)下調(diào)表達(dá)基因，差異表達(dá)顯著的基因63個(gè)，其中Tc284_2對Tc727_2有34個(gè)基因上調(diào)，29個(gè)基因下調(diào)。在夏孢子樣品PT284_3對PT727_3中共有9645個(gè)上調(diào)表達(dá)基因，7044個(gè)下調(diào)表達(dá)基因，差異表達(dá)顯著的基因64個(gè)，其中有62個(gè)基因上調(diào)，2個(gè)基因下調(diào)。在樣品Tc284_2與PT284_3相比

7、共有15798個(gè)上調(diào)表達(dá)基因，5323個(gè)下調(diào)表達(dá)基因，差異表達(dá)顯著的基因7706個(gè)，其中有6384個(gè)基因顯著上調(diào)，1322個(gè)基因顯著下調(diào)。在樣品Tc727_2對PT727_3中共有15541個(gè)上調(diào)表達(dá)基因，5331個(gè)下調(diào)表達(dá)基因，差異表達(dá)顯著的基因7814個(gè)，其中有6572個(gè)基因顯著上調(diào)，1242個(gè)基因顯著下調(diào)。
　　4.差異表達(dá)基因功能分析發(fā)現(xiàn)具有GO功能注釋的基因主要參與結(jié)合、水解、催化、物質(zhì)轉(zhuǎn)移、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、物質(zhì)合成和物質(zhì)代謝

8、等過程。在Tc727_2-vs-Tc284_2和PT727_3-vs-PT284_3的差異表達(dá)基因中一共篩選出12個(gè)基因，推測其可能與小麥葉銹菌的發(fā)育或致病性相關(guān)，注釋到Broad的信息有酪氨酸酶(Unigene13386_Tc_15_2)、Hsp20（Unigene19506_Tc15_2和Unigene11663_Tc15_2）、類甜蛋白(Unigene4298_Tc15_2)、枯草桿菌素類蛋白酶（Unigene14052_Tc15

9、_2）、糖基水解酶家族18(Unigene4195_Tc15_2)、細(xì)胞色素P450(Unigene4769_Tc15_2)、信息素A因子受體(Unigene9410_Tc15_2)、果膠酯酶(Unigene21335_Tc15_2)、MFS超家族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(Unigene9911_Tc15_2)、 PAZ domain/Piwi domain(Unigene11491_Tc15_2)和主體內(nèi)在蛋白(Unigene8781_Tc15_2)