1、小麥條銹病是由小麥條銹菌(Puccinia striiformis West.f.sp tritici)引起的氣流傳播性病害，是世界各主要麥區(qū)，也是我國小麥上最重要的病害和主要監(jiān)控研究對象。國內外研究和生產實踐證明，種植抗銹良種是綜合控制小麥條銹病最經濟、有效、易行和對環(huán)境安全的核心措施。但是小麥條銹菌毒性變異頻繁，可以通過變異產生新的毒性小種，導致小麥品種抗病基因失效，引起小麥條銹病周期性流行危害。因此，闡明小麥條銹病菌毒性變異的原因

2、和規(guī)律，是小麥抗病育種，延長小麥品種使用壽命，防治小麥條銹病亟需解決的關鍵問題。小麥條銹菌主要是通過突變和異核作用產生致病性變異，構建病原菌突變體庫是對其進行分子遺傳分析的基礎，也是克隆致病相關基因的捷徑。本研究探索了插入突變產生小麥條銹菌突變體的途徑，建立了一套有效的條銹菌遺傳轉化體系，主要研究結果如下： 1.建立了小麥條銹菌基因槍法轉化體系：本研究對影響基因槍轟擊轉化率的爆裂膜承載壓力、射程、金粉用量、金粉顆粒的大小、小麥條

3、銹菌夏孢子的密度和水化時間以及轟擊時的氦氣壓等多種因子進行了優(yōu)化。建立了優(yōu)化的小麥條銹菌基因槍法轉化體系：轟擊前將0.2mg夏孢子均勻的涂布于12cm面積的瓊脂糖培養(yǎng)基表面，置于4℃下水化2h。1μg質粒DNA包裹500μg直徑為0.6μm的金粉顆粒為轟擊體。最適爆裂膜承載壓力為1100和1350psi，爆裂膜與承載膜之間的距離為2.5cm，承載膜與阻擋網之間的距離為0.8cm，阻擋網與靶細胞之間的距離為6cm，氦氣壓為2.7×10<'

4、4>Pa。 2.明確基因槍法轉化條銹菌后報告基因的瞬時表達特點，確認GUS基因和潮霉素抗性基因hpt均可作為條銹菌轉化體的篩選標記：以攜帶GUS基因的質粒(pGUS6L20)轉化小麥條銹菌，GUS基因在經爆裂膜承載壓力為900、1100、1350、1550psi時所轉化的小麥條銹菌夏孢子中均有表達，隨爆裂膜承載壓力增大GUS基因瞬時表達率逐漸升高。經爆裂膜承載壓力為1350和1550psi處理后，GUS基因在夏孢子中的表達率相對

5、較高可達到0.2％和0.34％，但是轉化后的夏孢子萌發(fā)率卻只有25％左右。同時還發(fā)現(xiàn)經：X-Gluc染色后，有些孢子顏色呈深藍色，有些孢子則呈淺藍色，表明在銹菌孢子中GUS基因的拷貝數(shù)和表達量有差別。以攜帶潮霉素抗性基因hpt的質粒(pKLHygl4)轉化條銹菌夏孢子，在爆裂膜承載壓力為650、900、1100psi時，轉化后的條銹菌夏孢子在含有50gμg/mL潮霉素B的培養(yǎng)基上的萌發(fā)率都比對照有顯著的提高，說明hpt基因已在夏孢子中表

6、達。因此GUS基因和潮霉素抗性基因hpt均可作為條銹菌轉化體的篩選標記。 3.獲得了基因槍法轉化的條銹菌毒性突變體：以小麥條銹菌白化單孢菌系-5為轉化受體，以分別含有GUS基因和潮霉素抗性基因(hpt)的質粒為載體，采用基因槍法轉化小麥條銹菌。以攜帶GUS基因的質粒pGUS6L20轉化小麥條銹菌，經爆裂膜承載壓力為1350和1550psi處理后，在其后代中檢測到GUS基因表達，隨著代數(shù)的增加表達量減少，三代后檢測不出來。以攜帶潮

7、霉素抗性基因hpt的質粒pKL,Hyg14轉化小麥條銹菌后，經爆裂膜承載壓力為1100psi處理后，得到兩個穩(wěn)定的毒性突變菌株M<,1100-4-2>、M<,11OO-4-3>。M<,1100-4-2>菌株對南大2419的毒性減弱，反應型由野生菌系的4型變?yōu)?型；M<,1100-4-3>菌株在南大2419的反應型由野生菌系的4型變?yōu)?、3型，毒性發(fā)生分化。采用中國鑒別寄主對突變體的毒性研究表明，各突變菌株的毒性均較原始菌系發(fā)生了明顯改變