大麦Mlo基因的隐性突变(mlo)可以使大麦获得对几乎所有已知大麦白粉病菌(Blumeria graminis f.sp.hordei)生理小种的广谱、高效和持久抗病性。尽管大麦mlo突变体对活体寄生的白粉病菌表现极强的抗病性,但是对死体寄生的稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)和小麦根腐菌(Bipolaris sorokiniana)的侵染却表现高感甚至超感现象。在大麦与活体寄生病原菌和腐生类病原菌互作中,Mlo基因究竟发挥了什么作用,其机制尚不清楚。为了进一步验证和研究Mlo基因在大麦抗病性方面的功能与作用机制,本研究在探索叶枯病菌生物学特性的基础上,对大麦Mlo近等基因系与其条件性致病菌、死体营养的叶枯病菌(细极链格孢菌)的互作进行了细胞学比较研究。获得了以下主要结果:1、对大麦叶枯病菌生物学特性的研究表明,菌丝生长及产孢的最适温度为28℃,病菌适宜在pH为5.0～6.0的偏酸性环境中生长,连续黑暗条件下有利于该菌产孢及菌丝生长,同时叶枯病菌对营养条件需求不高,能够有效利用多种碳源和氮源。因此,叶枯病菌有较强的生存能力,这与自然情况下该病在5～8月份不同田块的发生、流行有密切的关系。2、大麦Mlo近等基因系与叶枯病菌互作的结果发现,大麦mlo突变体mlo-3、mlo-4和mlo-5对叶枯病菌的抗病性显著增强,其抗病机制包括对病菌初侵染的乳突抗性和HR反应两个方面。Ingrid(Mlo)大麦的表皮细胞在受到病原菌侵染时,只有15%的有效乳突可成功抵抗病原菌对表皮细胞的侵染;而大麦mlo突变体mlo-3、mlo-4和mlo-5突变体大麦的有效乳突率则分别高达40%,38%和43%。3、部分被病原菌成功侵入的寄主表皮细胞发生过敏性坏死,从而进一步抑制病原菌向相邻叶肉细胞的扩展。其中三个大麦mlo基因突变体平均67%的被侵染细胞坏死,而Ingrid仅为26%。因此,Mlo基因在调控大麦与不同病原菌互作中的作用是不同的。4、本研究发现叶枯病菌除了气孔入侵外,还可以直接穿透大麦表皮细胞进入组织;而且,尽管绝大部分菌丝确实是在叶肉细胞间扩展,但是也可以侵染进入叶肉细胞,甚至活的叶肉细胞。