白粉病是我国小麦生产中的主要真菌病害之一，由白粉病菌Erysiphegraminis DC引起。深入研究小麦的抗病机制，是寻找培育广谱、高效、稳定、持久抗病品种新途径的有效方法。本研究尝试将抑制差减杂交（SSH）cDNA文库构建技术、高密度点阵膜杂交差示筛选技术、EST技术以及生物信息学分析技术结合起来，通过建立抗病相关基因表达谱，探索从基因表达整体水平研究小麦抗白粉病机制的方法。 实验所用材料为本实验室培育的抗白粉病品系“百农3217×Mardler”BC₅F₄；白粉病菌Erysiphe graminis DC为北京地区流行的15号生理小种。本研究中构建了一个白粉病菌诱导小麦叶片72hr的普通cDNA文库和一个诱导24hr、48hr、72hr混合SSH cDNA文库，从两个文库分别获得387条、760条EST，完成了这些EST与GenBank nr库序列的BLASTn与BLASTx分析。结合文库高密度点阵膜的差示筛选，从普通文库中获得与抗病相关的已知功能基因15种；SSH文库中获抗病相关EST65种，初步建立了小麦在白粉病侵染初期的抗病相关基因表达谱。 通过对获得的信号系统相关成分分析，推测肌醇脂信号系统、SA信号传递系统、MAP相关信号传递系统可能参与了小麦抗白粉病过程。虽然在普通文库与SSH文库中分别发现了乙烯与茉莉酸合成过程中的重要酶，但确定这两个信号途径是否参加了小麦抗白粉病过程，还需进一步证明。SAR系统基因在表达谱中的种类与数量最多，五大类病程关联蛋白均有出现。有较多的证据证明苯丙烷代谢途径参与了抗白粉病中植物保卫素的合成；有几种细胞壁结构修饰酶和抑制病原菌生长的蛋白酶抑制因子被测到。研究还发现伴随着细胞防卫反应的启动，细胞保卫机制也被激活，抗氧化物质基因大量表达。以半胱氨酸蛋白酶为主的几种蛋白酶基因被测到，并且在已知EST中有一定的表达频率，这一现象以前未见报道。 在白粉病菌诱导的普通文库与SSH文库中，都发现了来源于非病原菌胁迫的基因，如热击蛋白、低温诱导蛋白、铝诱导蛋白、盐胁迫相关基因等。在功能未知的EST中，同源比较也发现了许多来源于盐、干旱、低温、高温、暗培养等胁迫cDNA文库的序列。这一结果暗示我们，生物体对外界胁迫反应可能存在某些相同的机制。同时这一结果可能对实际育种工作也具启发意义。 本研究是我们参加国际麦类EST计划（ITEC）的组成部分，按照协议我们已于2000年7月前按时完成了所承担的任务，共向GrainGenes数据库提交高质量不重复序列 1052条。作为完成 1000条以上序列的 15个实验室之一，我们也共享了该计划获得的EST数据资源。 为了高效管理与利用EST数据，本研究中构建了一个小型数据库。其数据来源包含：参加 ITEC获得的交流数据、本实验室产生的数据、NCGR R基因库的数据、GenBank other dbEST的序列。目前基于该数据库可以进行BLASTn比较，也可以完成cDNA的拼接与延长。基于生物信息学分析方法及文库高密度点阵膜杂交筛选结果，从功能未知EST中选定了几条抗病相关基因的目标片段，其中出现频率8 次的序列有两条；具有R基因NBS毛g、Lug结构的片段5条，目前定位工作正在进行。为了满足大规模数据提交与序列加工等研究的需要，我们还开发了SEQEDIT、blastWZ、SEQTOOL等软件。通过开展本项研究工作，目前己经基本建成了满足大量EST产生、加工、分析需要的生物信息学乎台。 通过比较研究我们认为，差减杂交文库构建技术、高密度点阵膜杂交差示筛选技术、EST技术及生物信息学分析方法相结合，是构建抗病相关基因表达谱、研究抗病机制较好的方法。目前我们已初步建立了抗病相关基因表达谱研究的实验技术体系与合理的实验技术流程。这些工作为进一步进行小麦特定性状的功能基因组学研究，在技术与方法上奠定了基础。