小麦赤霉病是主要由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum Schw)在小麦扬花期侵染麦穗所导致的真菌病害。它不仅造成小麦严重减产和品质的下降,其产生的真菌毒素还威胁着人、畜的健康,给小麦生产造成了重大的损失。目前虽然有很多关于小麦赤霉病研究的相关报道,但赤霉病发生的分子机制一直没有研究清楚。本研究从小麦对赤霉病的抗性机制以及赤霉病的致病机制两个方面进行研究,具体内容是:(1)以一对抗感赤霉病近等基因系(抗病材料Apogee73S2和感病材料Apogee)为材料,运用转录组学和生物信息学的方法研究正常与接种病原菌条件下小麦颖壳基因表达差异;(2)采用Shotgun蛋白质组学策略,对赤霉病主要的致病菌禾谷镰刀菌的胞外蛋白进行研究。主要获得以下研究结果:(1)Apogee73S2接菌后与其对照(无菌水处理)相比有2571个基因表达量相上调, 3620个下调。表达量上调的差异基因主要参与植物的初级代谢过程及植物激素、苯丙素类、生物碱类的合成等次级代谢过程;Apogee73S2与Apogee接菌后,两样品间差异表达基因有4196个,其中2192个表达量上调,2004个表达量下调;Apogee73S2和Apogee在接菌条件下产生的差异表达基因主要参与植物激素、生物碱、苯丙素和萜类化合物的合成等代谢途径。本研究结果表明参与植物激素合成等次级代谢过程的差异表达基因可能在小麦抗禾谷镰刀菌侵染过程中起到重要作用。(2)结合SDS-PAGE电泳与液相色谱-串联质谱技术,准确地鉴定了63种禾谷镰刀菌胞外蛋白,通过序列比对对其功能进行预测,发现鉴定的蛋白参与蛋白水解酶、碳水化合物水解酶、脂质水解酶、木质素和几丁质降解酶、毒素合成生物过程。在鉴定的63种蛋白中,有多种禾谷镰刀菌潜在的致病因子,其中,有25种蛋白参与植物细胞壁降解;6种蛋白与毒力因子的合成有关。鉴定的63种胞外蛋白中,有56个蛋白具有分泌信号肽且不具有跨膜结构,为经典的分泌蛋白;另外7个为非经典分泌蛋白。