小麦叶锈菌是专化性极强的多孢型转主寄生真菌,一般以夏孢子世代形式完成其繁殖,对小麦的感染性和破坏性极强。对叶锈菌具有抗性的小麦能够通过叶肉细胞产生过敏性反应来限制叶锈菌的侵染。有研究表明,Ca2+信号在诱发小麦叶肉细胞产生HR上发挥重要功能。TaCDPKs是钙依赖的蛋白激酶,作为一种特殊的Ca2+信号解码蛋白,可直接将Ca2+信号转化为磷酸化信号传递到下游组分,从而引起小麦叶肉细胞产生相应的生化反应。本试验对叶锈菌生理小种260侵染小麦Thatcher和TcLr26后的RNA-seq数据进行了分析。通过该数据,在Ca2+信号通路中筛选到一个小麦响应叶锈菌侵染的基因Unigene19634 All,结合NCBI BLAST序列比对得到该基因全长,并命名为TaCDPK6。本试验对小麦与叶锈菌互作过程中TaCDPK6基因的功能进行了研究,所得试验结果如下所示:1.结合RNA-seq数据和NCBI基因组数据筛选得到TaCDPK6,生物信息学分析发现该基因CDS序列全长为1530 bp,编码509个氨基酸,编码蛋白质相对分子质量为57 kDa,等电点7.61,总平均疏水性为-0.419,属于亲水性蛋白。从N端到C端依次为可变域、蛋白激酶域、连接域和调控域。分析RNA-seq数据发现该基因在不亲和组合中表达水平明显高于亲和组合,且不亲和组合与亲和组合表达规律大致相同,推测该基因可能积极参与小麦的抗锈性。2.利用RT-qPCR和Western Blotting技术分别检测不亲和组合及亲和组合中TaCDPK6基因及其表达蛋白在小麦与叶锈菌互作过程中的表达模式,结果发现在不亲和组合中,随着接种时间的延长,目的基因及蛋白呈先上升后下降的表达趋势且明显高于亲和组合,并且在4～8 h表达量达到最高,与RNA-seq数据分析得到的表达变化趋势基本一致。3.将TaCDPK6与GFP荧光蛋白于烟草叶片中融合表达,结果发现TaCDPK6蛋白定位在细胞质中,与CELLO v.2.5亚细胞定位预测网站分析的结果一致。4.利用VIGS和RNAi技术在小麦品种TcLr26上沉默TaCDPK6,然后接种叶锈菌生理小种260,发现与对照植株相比,TaCDPK6基因沉默植株的HR面积显著减小,HMC数量却极显著增多,表明沉默TaCDPK6后,小麦抵抗叶锈菌侵染过程中HR发生能力下降,抵抗叶锈菌能力降低,证明TaCDPK6在小麦防御反应诱发中发挥正调控作用。