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白粉病是一种重要的世界性小麦真菌病害，在各主要小麦生产国均有发生。小麦白粉病病菌可侵染小麦植株地上各个器官，在苗期至成株期均可发生。白粉病可造成小麦产量的严重损失，一般可减产5％-10％，在严重流行年份，减产达30％以上。在我国，白粉病是最主要的小麦病害之一，在所有小麦生态区均有发生，是我国小麦高产、稳产的重要限制因素之一。EDS1是植物广谱性抗病原体感染的一种重要蛋白质。在拟南芥及其它双子叶植物中，EDS1蛋白已有一些研究，但在单子叶的小麦中还未见报道。本研究克隆了普通小麦的3个EDS1基因，并对其在抗白粉病中的功能进行了研究。 根据拟南芥EDS1基因在NCBI数据库中BLAST到小麦的EST序列BT009627.1(1532bp)，结合5-RACE的方法从抗白粉病的小麦农家品种山疙瘩中克隆了3个EDS1基因的cDNA和DNA编码序列。利用中国春缺体-四体系统将3个基因分别定位在第五同源群染色体上，分别命名为TaEDS1-5A、TaEDS1-5B和TaEDS1-5D。序列分析表明，TaEDS1-5A、TaEDS1-5B和TaEDS1-5D基因编码区cDNA长度分别为1869bp、1863bp、1872bp，推测分别编码622、620、623个氨基酸。基因组DNA序列长度分别为3261 bp、3122bp、3149bp，序列比对显示，3个TaESD1基因均由3个外显子和2个内含子组成。氨基酸序列分析发现，TaEDS1蛋白的N端有一个酯酶结构域，编码一种酯酶lipases3。表达谱分析表明，TaEDS1基因在根、茎、叶和幼穗中均有表达，但在叶片中表达量最高。在小麦幼苗中，TaEDS1基因的表达量受白粉病菌和水杨酸诱导显著上调，但不受甲酯茉莉酸诱导。启动子序列分析发现，启动子区含有大量与光诱导、抗逆反应、胚乳特异表达等相关的顺式元件。利用洋葱表皮细胞进行的亚细胞定位结果显示，TaEDS1蛋白在细胞质和细胞核中都有分布。TaEDS1蛋白的进化分析表明，小麦的EDS1蛋白与单子叶植物EDS1蛋白聚为一组，其中与短柄草的EDS1亲缘关系最近，其次为水稻、玉米和黍的同源基因。普通小麦的TaEDS1基因与其二倍体祖先种的同源基因比较表明，TaE DS1是一个非常保守的基因家族，普通小麦的TaEDS1-5A、TaEDS1-5B和TaEDS1-5D分别与来自A组供体种T.urartu的TuEDS1、来自可能的B组供体种Ae.speltoides的AesEDS1和来自D组供体种Aegilops tauschii的AetEDS1cDNA序列一致性分别达到99.98％、99.61％和99.93％。 分别利用病毒诱导的基因沉默(B SMV-VIGS)、单细胞瞬时表达和转基因实验对TaEDS1基因的抗白粉病功能进行了分析。VIGS实验证明，下调TaEDS1基因表达后，抗病品种山疙瘩和小白冬麦对白粉病菌系E18的抗性反应型均由近免疫（0;级，山疙瘩）或近免疫+中抗（2+0;级，小白冬麦）转变为感病（3+4级），菌丝指数较Mock和接BSMV∶GFP的叶片相比均显著上升。由此推测该基因参与了小麦对白粉菌的抗性反应过程。利用感病小麦品种Chancellor进行的单细胞瞬时表达实验结果显示，过表达TaEDS1-5A、TaEDS1-5B和TaEDS1-5D基因的叶片细胞中白粉菌的吸器指数由63.92％分别降低到41.30％，34.26％和42.60％，均达到显著水平(P＜0.05)。利用拟南芥eds1突变体进行的互补实验表明，过表达TaEDS1-5A、TaEDS1-5或TaEDS1-5D的转基因植株接种白粉菌G.cichoracearum(UCSC1)的叶片上每个菌落上的平均分生孢子数分别为23、28和22个，均极显著低于受体突变体eds1的103个。由此可见3个TaEDS1基因都能够互补拟南芥eds1突变体的感白粉病表型。转化感病小麦品种科农199的结果表明，TaEDS1基因表达量较高的转基因植株对小麦白粉病的抗性得到明显改善，对白粉菌系E18的反应型由感病（3+4级）转变为抗病（1+2级）。综合以上实验结果，充分证明克隆的3个小麦的TaEDS1基因具有良好的抗白粉病功能，在小麦抗白粉病育种中具有潜在的应用价值。