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玉米大斑病(corn northern leaf blight)是一种玉米叶部的真菌性病害。引起大斑病的病原菌有性态为大斑刚毛座腔菌(Setosphaeria turcica),是一种丝状真菌。几丁质是构成真菌细胞壁的重要组分之一,是由N-乙酰葡糖胺通过β-1,4糖苷键连接聚合而形成的多聚物,该物质对于真菌细胞壁抵御外界压力以及在细胞生长和分化过程中维持其特定的形状上具有重要作用。几丁质合酶CHS(chitin synthases)为催化N-乙酰葡糖胺聚合过程中的关键酶,该酶定位于质膜上,通常含有4～7个跨膜结构域。本研究利用生物信息学技术在玉米大斑病菌基因组中鉴定了几丁质合酶基因家族,该家族包含8个几丁质合酶基因(StCHS1-StCHS8)。这8个几丁质合酶基因可分为7类,存在于3个亚家族中,其中StCHS6(classⅢ)、StCHS7(classⅠ)、StCHS8(classⅡ)属于亚家族Ⅰ,含有催化结构域Ⅰ和多个跨膜结构域;StCHSl(classⅣ)、StCHS2(classⅥ)、StCHS5(classⅤ)属于亚家族Ⅱ,含有催化结构域Ⅱ和细胞色素b5结构域;StCHS3(classⅦ)和StCHS4(classⅦ)属于亚家族Ⅲ,这类几丁质合酶基因只包含跨膜结构域。其中几丁质合酶第Ⅴ类和第Ⅵ类还包含肌动蛋白结构域。利用基因敲除技术获得了StCHS5基因敲除突变体,分析发现StCHS5基因参与调控病菌的生长发育、细胞壁发育、附着胞发育及侵染过程,但对病菌的致病毒素的毒力没有影响。进一步通过Real-time PCR技术检测了在StCHS5基因敲除突变体中其他几丁质合酶基因在病菌菌丝、分生孢子、芽管萌发、附着胞和侵入丝等时期的表达模式。结果表明,除了StCHS3基因,其余几丁质合酶基因表达量均有所升高,说明玉米大斑病菌中这些几丁质合酶基因之间可能具有一定的互补效应,但仍需通过创制其他几丁质合酶基因的单基因、双基因或多基因敲除突变体来进一步分析确认。该研究不仅明确了玉米大斑病菌StCHS5基因的功能,也为深入研究几丁质合酶基因家族参与病菌生长发育及致病的分子机制奠定基础。