本研究采用全长cDNA进行抑制消减杂交克隆与小麦表皮细胞过敏性反应相关的基因,检测不同基因转录子在叶片表达的时间动态和组织专一性,研究表皮细胞的质子外流、pH变化及活性氧在叶片中的积累与过敏性反应的关系,解析产生过敏性反应的部分信号传递途径。该研究在理论上有助于从细胞化学和分子水平上认识小麦叶片表皮细胞发生过敏性反应的机理,在应用上指导小麦的分子抗病育种。
为了阐明小麦叶片表皮细胞对白粉菌产生过敏性反应(HR)的机理,以小麦扬158与不同的白粉菌株互作为体系,分别从细胞、生化和分子水平上进行了研究。病菌侵染后的组织学观察结果表明,在非亲和性组合中,接种18h后,可观察到小麦叶片组织内形成过敏性细胞。过敏性细胞在亲和性组合中比其在非亲和组合中出现早,数量多,过敏性反应与小麦抗性有关。生化研究结果表明H2O2与白粉菌的过敏性反应相关,活性氧清除剂能减少HR细胞数量,壳索孢菌素能激活细胞产生HR。与防卫反应相关酶类POD、PPO、SOD的活性及可溶性蛋白含量的变化也与小麦对白粉菌的抗性相关,而PAL活性的变化与感病性相关。采用cDNA-AFLP的方法筛选与小麦抗感白粉菌相关基因。从接种后24小时的小麦抗病叶片中选择60个诱导差异表达的cDNA片段,并进行了克隆测序。从中选择9个同源性较高的基因片段用RT-PCR进行表达分析,获得4个与小麦抗白粉病相关的基因。从接种5d的感病小麦叶片中选择85个诱导差异表达的基因片段进行克隆和测序,用RT-PCR和Northern杂交验证其中11个同源性较高的基因片段的表达型,获得4个与亲和性相关的基因。