禾谷孢囊线虫是世界上广泛分布的一种重要植物病原,给小麦粮食生产安全造成了严重威胁。植物线虫通过其口针向寄主植物细胞分泌效应子蛋白,从而促进线虫寄生和引起植物致病。但是迄今为止,有关于禾谷孢囊线虫效应子分子机制研究还十分肤浅,这主要是因为其研究缺乏一个合适的病害系统。本实验首先基于转录组文库数据,利用RACE法克隆一个推定效应子基因c DNA全长。该基因全长837bp,其中包含一个585bp的开放阅读框,编码194个氨基酸,在N端拥有一个21个氨基酸的信号肽,且不含跨膜结构域。通过BLAST比对发现,该基因与大豆孢囊线虫G20E03拥有90%的同源性,因此我们将其命名为Ha-G20E03基因。通过原位杂交实验,Ha-G20E03基因在禾谷孢囊线虫食道腺细胞中特异性表达,可能在禾谷孢囊线虫寄生过程中起到重要作用。为了更好的研究该基因的功能,本实验选取了二穗短柄草,二倍体小麦2A和2D作为候选的禾本科模式植物,希望建立用来替代小麦来研究禾谷孢囊线虫和其寄主互作分子机制的模式系统。通过禾谷孢囊线虫接种实验,活性氧ROS含量检测,q RT-PCR,植物根部组织组织学分析,大麦条斑花叶病毒诱导的基因沉默(BSMV-VIGS)在候选禾本科植物上的应用等技术检测了禾谷孢囊线虫与3种候选禾本科模式植物的亲和性,并对非亲和寄主分析可能原因,以及对亲和寄主进行了接下来的沉默实验。研究结果表明:禾谷孢囊线虫可以侵入到Bd21-3根部,但不能完成其生活史,并发现这种非亲和性并不依赖于禾谷孢囊线虫种群差异。此外,我们在接种禾谷孢囊线虫后3天的二穗短柄草根组织中观测到强烈的ROS迸发,并发现在这个时间点有7个第三类氧化酶基因和2个NADPH氧化酶基因表达显著上调。随后,我们发现禾谷孢囊线虫可以在二倍体小麦2A(G1812)和2D(AL8/78)中正常发育,完成生活史,且发育进程、各虫态所占比例与对照基本上一致。解剖学结果表明2D中的合胞体细胞稍小,2A中合胞体发育正常。在孢囊形成上,2A和对照的单株孢囊数相当,而2D的单株孢囊数稍低。在实验室中,在小麦上建立大麦条斑花叶病毒诱导的基因沉默体系,成功将小麦靶标基因PDS沉默,出现光漂白现象,并确定了沉默效果最好的小麦品种济麦22作为实验室今后VIGS相关实验寄主小麦。在二倍体小麦2A上建立大麦条斑花叶病毒诱导的基因沉默体系仍然在构建中。本研究克隆了Ha-G20E03基因,并明确其在禾谷孢囊线虫食道腺细胞中特异性表达。本实验还明确了二穗短柄草是禾谷孢囊线虫非寄主,无法作为与禾谷孢囊线虫互作的模式寄主,并认为ROS迸发是其不亲和性重要原因之一,POX基因可能在其中起到关键作用。而二倍体小麦2A和2D均与禾谷孢囊线虫亲和,2A对禾谷孢囊线虫更敏感,有更大的可能性作为研究禾谷孢囊线虫和其寄主互作的模式寄主。本实验结果将为禾谷孢囊线虫与寄主互作分子机制奠定基础。