小麦矮腥黑粉菌(Tilletia controversa Kühn)引起的小麦矮腥黑穗病会严重危害小麦。该病害具有土传和种传的特点,很难防治,因此被列入我国对外检疫植物病害。小麦穗部生长发育时期是该病害侵染的关键时期,而小麦穗部的生长发育对小麦产量起决定性作用。因此,深入探究T.controversa侵染小麦穗部期间病原菌与寄主间的互作,有助于进一步揭示小麦矮腥黑粉病菌的侵染机制。本研究开发了新型特异性引物鉴定了实验样本是否在开花期受小麦矮腥黑粉菌侵染。利用q-PCR和RNA-seq方法初步对接种病原菌后小麦穗部开花期差异基因表达进行了探索。结果表明,小麦矮腥黑粉菌内Cpk1基因在小麦开花期差异表达显著,使用其引物可以在开花期鉴定小麦是否侵染小麦矮腥黑粉菌。对小麦开花期进行RNA-seq找出小麦的差异蛋白编码基因数量为:25569个,其中含有多个MADS-box、AP2转录因子。差异表达基因在细胞信号传导及脂肪代谢途径等通路显著富集,其中一些基因通过甘油磷脂代谢通路影响小麦开花期穗部发育。小麦差异基因GO富集分析结果表明其功能主要富集在碳物质代谢和小麦矮腥黑粉菌侵染小麦开启的防御机制通路上,涉及到细胞组成、细胞运输过程、代谢过程、信号转导机制和转录等;参与分布到KEGG通路分为4类,分别为:代谢通路(氨基酸代谢、碳水化合物代谢等)、生物合成(核聚糖合成和次生代谢酶类合成等)、细胞过程(细胞凋亡、细胞的能动性)及遗传信息处理(细胞复制、修复及转录等)。同时,小麦中共有55个WRKY基因差异表达证明其在小麦矮腥黑粉菌侵染过程中起到促进作用。小麦矮腥黑粉菌差异表达基因的功能主要定位于细胞过程、代谢过程、刺激反应和单细胞过程。KEGG数据分析共检测到205条不同差异表达基因通路,其中碳物质、淀粉和蔗糖代谢相关的通路排在首位。明确了开花期是小麦矮腥黑粉菌侵染小麦穗部的关键时期,并通过RNA-seq进行了基因表达量估计、差异表达分析及功能富集分析,最后对影响小麦穗部开花期的发育基因及病原菌基因进行了差异表达分析。结果分析表明小麦中共有55个WRKY基因差异表达,其中6个WRKY差异表达基因均在小麦矮腥黑粉菌侵染后上调表达;小麦矮腥黑粉菌中有6个PR基因(Traes CS3A02G525700,Traes CS4D02G238200,Traes CS5B02G181500,Traes CS6B02G379800,Traes CS7D02G201300,Traes CS7D02G201400)被诱导上调,1个PR基因(Traes CS7D02G161200)下调。本实验以易感小麦品种“东选3号”为试验材料,提取侵染和正常穗部样品RNA进行转录组测序,建立侵染和正常小麦穗部开花期转录组数据库,通过对获得的转录本序列进行基因功能注释和分类,比较分析强致病力小麦矮腥黑粉菌在侵染小麦穗部的差异表达基因,在转录水平上初步揭示小麦与小麦矮腥黑粉菌互作的分子机制,以期为进一步揭示其致病机理、重要功能基因的分析与挖掘以及小麦品种改良提供有价值的参考。