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近年来,在我国已发现禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)及其近缘种菲利普孢囊线虫(Heterodera filipjevi)为害小麦,对小麦的生产产生非常不利的影响。目前,对这两种线虫的研究还处于初步阶段,其致病机理仍不清楚,缺乏经济有效的防治方法。为了寻求安全高效的防治方法,对这两种线虫的致病基因进行研究是非常必要的。本研究通过结合转录组数据和RACE-PCR的方法从禾谷孢囊线虫中克隆出了2个脂肪酸和视黄醇结合蛋白基因(far),分别命名为Ha-far-1基因和Ha-far-2基因。同时,从菲利普孢囊线虫中克隆出1个far基因,命名为Hf-far-1基因。并采用生物信息学、原核表达、荧光分析法、q RT-PCR及原位杂交等方法对这些基因的序列、蛋白结合特性、表达部位及其在各个龄期的表达丰度等进行全面分析。Ha-far-1基因包含一个576 bp的开放阅读框(ORF),共编码191个氨基酸。软件预测发现Ha-FAR-1蛋白的二级结构以α-螺旋结构为主,N-端携带一段长为21个氨基酸的信号肽,在第71位氨基酸和第81位氨基酸上分别有1个潜在的酪蛋白激酶II磷酸化位点。Ha-FAR-2蛋白共有280个氨基酸,N-端的信号肽为22个氨基酸,二级结构富含α-螺旋结构;C-端的肽链比其他FAR蛋白长,以无规则卷曲结构为主。Ha-FAR-2蛋白有3个潜在的N-糖基化位点,分别在第32、84及95位氨基酸上。Hf-FAR-1蛋白由191个氨基酸组成,富含α-螺旋结构,其信号肽含有21个氨基酸。此外,Hf-FAR-1蛋白在第71位氨基酸上有1个潜在的酪蛋白激酶II磷酸化位点。Blast比对、多序列比对及进化树分析等结果均表明,Ha-FAR-1蛋白与Hf-FAR-1蛋白的序列非常相似,在NCBI中,它们与马铃薯白线虫的Gp-FAR-1蛋白(CAA70477)同源性最高。但是,Ha-FAR-2蛋白与Ha-FAR-1蛋白及Hf-FAR-1蛋白的序列差异较大,在NCBI中进行Blast比对,发现其与香蕉穿孔线虫的FAR蛋白(AFI80890.1)同源性最高。Ha-far-1基因和Ha-far-2基因的g DNA全长分别为1212 bp和2174 bp,各含有7个内含子和8个外显子及6内含子和7个外显子。通过原核表达方法获得的Ha-FAR-1蛋白、Ha-FAR-2蛋白和Hf-FAR-1蛋白经过纯化后,用荧光分析法对其结合特性进行测定,结果表明这三个蛋白均可结合DAUDA和retinol。但Ha-FAR-2蛋白的结合活性比Ha-FAR-1蛋白及Hf-FAR-1蛋白的弱,这可能是由Ha-FAR-2蛋白和Ha-FAR-1蛋白及Hf-FAR-1蛋白在结构上的差异引起的。置换滴定实验表明,油酸可以将与Ha-FAR-1蛋白结合的DAUDA及retinol置换出来。由此可推测DAUDA和retinol在Ha-FAR-1蛋白中具有公共的结合位点,或者是可以相互影响的不同结合位点。q RT-PCR实验结果表明,Ha-far-1基因和Ha-far-2基因在禾谷孢囊线虫的各个龄期中均有表达,但Ha-far-2基因在各个龄期中的表达量均极低,其最高表达量出现于J2龄期。Ha-far-1基因在每个龄期的表达量都远远大于Ha-far-2基因,在J4龄期表达量达到高峰。原位杂交实验证明了Ha-far-1基因与Ha-far-2基因的表达部位都位于线虫的真皮中,而且从杂交率及杂交信号强度也可判断Ha-far-1基因的表达量比Ha-far-2基因的高。上述结果表明,Ha-FAR-1蛋白、Ha-FAR-2蛋白和Hf-FAR-1蛋白可能在线虫真皮中表达后,通过体壁分泌到寄主体内,并与寄主中的脂肪酸和视黄醇等营养物质进行结合,帮助线虫获取脂类营养,促进线虫的生长发育。同时,若由此可以剥夺寄主的防卫相关激素,减弱其防卫反应,这将对取食细胞的维持及线虫的寄生非常有利。