在自然界中,内生真菌与植物的互惠共生是一种非常重要并且复杂的互作关系。目前,有两种共生体被广泛研究,一种是麦角菌类内生真菌(clavicipitaceous endophytes, C-endophytes)香柱菌(Epichloe)与冷季型禾本科牧草高羊茅/黑麦草共生体,另一种是层担子菌类内生真菌印度梨形孢(Piriformospora indica)与拟南芥/大麦等植物的共生体。根系内生真菌,特别是暗色有隔内生真菌(DSE)在植物抗生物和非生物胁迫中发挥着重要作用。目前对DSE的多样性、生态分布、生物学功能的研究较多,而对DSE与植物的共生互作机制还缺乏深入研究。稻镰状瓶霉(Harpophora onyzae)是本研究组从野生稻根部分离的一株DSE。不同于系统性种子垂直传播的麦角菌类内生真菌,稻镰状瓶霉是一种以局部组织定殖为主的非系统性水平传播内生真菌；同时它又区别于层担子菌类内生真菌印度梨形孢,属于巨座壳类子囊菌。因此稻镰状瓶霉和水稻的共生体是一种全新的共生模型,以此共生体为模型,研究内生真菌与植物的互作关系是本研究的特色与创新之处,对进一步认识内生真菌与植物互作的分子机制具有重要的科学意义。本文的主要研究目的是明确稻镰状瓶霉在水稻根部侵染定殖的动态特点、促进寄主生长及提高抗病性等生物学效应及其机制,以及致病型突变体的筛选,为阐明DSE的生态学功能及其与植物共生关系的建立提供关键性线索,进一步为内生真菌与植物互作机制的研究奠定基础。获得的主要研究结果如下：1)稻镰状瓶霉在水稻根部的侵染主要集中在根毛区。菌丝先进入根毛,逐渐由表皮层扩散到皮层,直至内皮层,不侵染中柱细胞及微管组织,只局限定殖于根部,并不会通过微管组织系统扩散到地上部分。侵染过程中形成多种真菌结构,如厚垣孢子、附着枝、微菌核结构等；2)菌丝侵染定殖的梯度增长与根系组织的成熟度有关。根冠区域有少量的菌丝表面附着侵染,根尖分生区几乎没有菌丝侵染定殖,伸长区有少量菌丝表皮层侵染,成熟区被大量的细胞内/外菌丝以及厚垣孢子侵染定殖：3)真菌生物量在根系中的变化趋势呈现：慢—快—慢的生长模式,最终生物量的增长与植物的生长保持一致达到动态平衡；4)稻镰状瓶霉在水稻根部营活体寄生,并伴随着部分寄主细胞的程序化死亡5)稻镰状瓶霉促进水稻生长,增加株高、叶宽、茎杆直径、植株鲜重／干重、叶绿素含量、保护酶含量(SOD、POD、 CAT)、光合作用强度等生理生化指标；6)在稻镰状瓶霉根部定殖过程中,寄主细胞内H202逐渐积累,OsWRKY45表达显著上调,并诱导水稻产生局部和系统抗病性,抵抗稻瘟病菌的侵染；7)与野生型菌株相比,突变体菌株的菌落形态、产孢量、菌丝生长速率、对H202敏感性等生物性状均有所差异。且在疏水性表面,突变体菌株的菌丝末端可以形成附着胞,而野生型菌株则不能形成；8)所有突变体菌株均能侵染表面磨损的大麦叶片,从伤口处侵染定殖,沿叶脉扩散,形成黑色病斑,具有致病性,而野生型菌株仅限于定殖在伤口处,并不扩散至周围细胞,亦不形成病斑,不具有致病性；在表面无损的水稻或者大麦叶片上,突变体菌株SOD+SOD1和RED+RED19仍具有致病性,侵染叶片细胞,并通过叶脉维管组织扩散,形成点状或水浸状病斑,而其它突变体不能侵染致病。而且,突变体SOD+SOD1在叶片表面形成大量的附着胞,附着胞萌发形成的侵染菌丝能够侵染叶片的表皮及皮层细胞,最后侵染定殖在叶脉的维管束中,被菌丝大量定殖的维管细胞失去活力,死亡,形成坏死斑；9)促生型突变体菌株SOD22绝大部分的菌丝聚集在根围附近,只侵染定殖于表皮层及外皮层,促进根毛生长；致病型突变体由表皮层进入皮层,穿过内皮层,进入根部的中柱细胞,侵染维管组织,根毛弯曲变形,发育受限,长度变短；10)利用hiTAIL-PCR方法扩增突变体RED+RED21和SOD22的T-DNA插入位点的侧翼序列,未找到同源序列。预测开放式阅读框ORF,通过ORF的序列寻找相似蛋白,找到同源蛋白,只是一个假定蛋白。