小麦蓝矮病(Wheat Blue Dwarf Disease,WBD)是我国首次报道的小麦植原体病害,国外未见报道,由条沙叶蝉(Psammotettix striatus L.)专化性传播。该病害广泛分布于我国西北干旱、半干旱晚熟冬麦区。发生严重时可使全田绝收,给麦区粮食生产带来巨大损失。因此,对小麦蓝矮病的研究具有重大意义。由于植原体无法进行人工培养,在寄主体内含量低,导致对该病原微生物的研究受到一定限制。本论文对小麦蓝矮病植原体tengu基因进行了分离、生物信息学分析和原核表达载体构建,并构建了小麦蓝矮病植原体的tengu基因、免疫膜蛋白(immunodominant membrane protein gene, imp)基因和溶血素(hemolysin, hlyC)基因的植物病毒表达载体,验证这3个基因在本氏烟中表达后对本氏烟的影响,研究结果如下:(1)小麦蓝矮病植原体tengu基因的克隆:设计特异性引物,对采于陕西韩城的发病小麦的总DNA进行扩增,分离到了tengu基因。应用DNAMAN软件与洋葱黄化植原体(onion yellows, OY)的tengu基因比对分析表明小麦蓝矮病植原体的tengu基因全长为213 bp(GenBank登录号:JF923816),编码70个氨基酸。序列同源性分析表明,小麦蓝矮病植原体tengu基因与翠菊黄化植原体(aster yellows, AY)和洋葱黄化植原体同源率分别为93.42%、95.77%。(2)Tengu基因编码蛋白的分子结构特征:利用ProtParam软件分析表明tengu蛋白大小为8.14 KDa,等电点为4.96。通过SignalP 3.0软件对信号肽切割位点分析表明,切割位点位于N端第32个丙氨酸和第33个天冬氨酸之间,除去信号肽的tengu成熟蛋白只有38个氨基酸,大小为4.42 KDa,等电点为3.98。利用ExPASy Proteomics Server软件进行亲疏水性分析结果为-0.270,为两性蛋白质,除去信号肽蛋白的结果为-1.308,为亲水性蛋白质。利用PSIPRED软件对该蛋白的二级结构预测结果表明该蛋白主要由3个α螺旋和1个β折叠股组成。利用PSIPRED软件对tengu蛋白的跨膜区进行预测分析,显示tengu蛋白有明显跨膜区,跨膜区在N端第11~30个氨基酸之间。说明tengu蛋白属于分泌蛋白,是植原体分泌到体外与寄主发生互作的蛋白。(3)构建了tengu基因的原核表达质粒pET30-tengu,为进一步在蛋白水平研究奠定了基础。(4)构建了pGR107-tengu、pGR107-imp、pGR107-hlyC重组质粒,转化农杆菌GV3101菌株,注射接种本氏烟。结果表明:对接种7 d的本氏烟的PCR和RT-PCR结果表明基因在本氏烟内复制与转录;除了空白对照,其它本氏烟都表现出了马铃薯X病毒(potato virus X,PVX)病毒载体侵染的轻微花叶症状,说明菌株在本氏烟中繁殖,PVX载体侵染成功。在接种25 d后,与接种其它基因及空白对照的本氏烟相比,接种tengu基因的15株本氏烟中,有2株本氏烟表现分枝增多、植株变矮,说明小麦蓝矮病植原体的tengu基因在本氏烟中的表达能够引起本氏烟植株变矮、分枝增多,imp和hlyC基因与接种空载体的症状相同,未见其它明显症状。