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细胞内Ca2+浓度的瞬时升高是触发植物防御反应的早期信号。钙离子作为胞内信使在信号传导链中执行功能须依赖于特异的钙离子传感器。植物体中存在的钙离子传感器主要有CBL(类钙调磷酸酶B蛋白，calcineurin B-like protein)、CaM(钙调素蛋白，calmodulin protein)和CDPK(钙依赖性蛋白激酶，calmodulin-dependedprotein kinase)。本实验室已经证明，在小麦抵抗叶锈菌侵染的信号转导过程中，钙离子作为第二信使参与其中。近几年来发现CaM和CDPK均参与了叶锈菌侵染小麦产生的HR诱发机制。目前，在模式植物拟南芥和水稻中，CBL家族有比较系统的功能研究。在Ca2+的信号转导途径中，CBLs主要通过与下游靶蛋白CIPK结合发挥作用。同一种逆境胁迫可能涉及不同的CBLs，如在盐胁迫反应中，拟南芥CBL10和CBL4均参与其中;据报道，相同的CBL也参与了不同的逆境胁迫反应，如拟南芥CBL1参与冷、低K+和干旱等多种逆境胁迫反应。迄今为止，只有部分CBL的生物学功能得到解析。本试验的工作主要是对TaCBLs和TaCIPKs在小麦与叶锈菌互作体系中的表达特征及其在HR中的可能作用机制进行初步探究，以期全面阐释小麦与叶锈菌互作体系中的Ca2+信号转导途径的作用机制。本试验所获得的主要结果如下: (1)利用RT-qPCR技术对TaCBLs基因在小麦与叶锈菌互作体系中的表达特征进行了检测分析。结果表明，在亲和组合接种后的16h，TaCBL1、TaCBL3、TaCBL4、TaCBL7基因的相对表达量明显增加，分别达到了对照的近8倍、2倍、4.5倍、14倍的水平，而在不亲和组合中，这四个基因在不同时间点的表达水平与对照相近;TaCBL2和TaCBL9的表达趋势在亲和组合和不亲和组合间大致相似，但在不亲和组合中其表达的峰值出现的时间要早于亲和组合;TaCBL6在两个组合中随着时间的延长表达变化基本一致。以上结果初步表明TaCBLs可能参与了小麦抵抗叶锈菌侵染的基础防卫反应，其中TaCBL2和TaCBL9在抵抗叶锈菌侵染的过程中可能发挥正向调控作用，而TaCBL1、TaCBL3、TaCBL4和TaCBL7的高表达可能更利于叶锈菌的侵染。 (2)通过RT-qPCR技术对TaCIPKs基因在小麦与叶锈菌互作体系中的表达特征进行了检测分析。结果显示，在不亲和组合接种后的8h，TaCIPK2、TaCIPK9、TaCIPK19、Ta CIPK31基因的相对表达量有明显增加的趋势，分别达到了对照的近2倍、4.5倍、2倍、6.5倍的水平，而在亲和组合中，TaCIPK9和TaCIPK31基因的相对表达量随接种时间延长变化不明显;TaCIPK5、TaCIPK29的相对表达量在亲和组合中比不亲和组合要高，分别在24 h和12 h出现高峰;TaCIPK14和TaCIPK17的相对表达量在亲和组合和不亲和组合中随着时间的延长基本相似。以上结果初步表明TaCIPK2、TaCIPK9、TaCIPK19和TaCIPK31在抵抗叶锈菌的防御反应中可能发挥正向调控作用;而TaCIPK5和TaCIPK29的高表达可能更利于叶锈菌的侵染;TaCIPK14和TaCIPK17可能在早期并没有参与小麦抵抗叶锈菌入侵的基础防卫反应，而在后期发挥作用。 (3)根据以上RT-qPCR结果，利用VIGS技术对参与小麦与叶锈菌互作过程中的部分TaCBL的功能进行了初步分析。结果发现，在TaCBL1和TaCBL3沉默的L10叶片上接种叶锈菌小种165，在荧光显微镜下观察到菌丝团的面积较对照有所减小，表明TaCBL1和TaCBL3沉默后，增强了L10对亲和互作叶锈菌小种165的抗性，使叶锈菌小种165的生长发育受到一定抑制;在TaCBL2和TaCBL9沉默的L10叶片上接种叶锈菌小种260，在荧光显微镜下观察到发生HR的细胞面积较对照有增大的趋势，表明将TaCBL2和TaCBL9沉默后，使得L10对不亲和互作叶锈菌小种260的抗性有所减弱。这进一步表明在小麦抵抗叶锈菌侵染的过程中TaCBL2和TaCBL9可能发挥正调控作用，而TaCBL1和TaCBL3可能发挥负调控作用。 (4)通过一对一酵母双杂交试验初步证明TaCBL2和TaC IPK14之间存在一定相互作用。 (5)利用去除终止子的TaCBL2片段与eGFP融合后构建植物表达载体，注射烟草进行瞬时表达，通过荧光显微镜观察发现TaCBL2定位在细胞质膜上。 以上结果对进一步深入研究CBL/CIPK在叶锈菌侵染小麦诱发的HR过程中的作用机制奠定了基础，对完善叶锈菌侵染小麦过程中的Ca2+信号转导通路意义重大。