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赤霉病是世界范围内小麦上重要的真菌病害,在温暖潮湿地区广泛发生,影响小麦产量的同时,产生的毒素危害着人畜的生命健康。其有性生殖形成的子囊壳是该菌越冬的主要形式。同时有性孢子(子囊孢子)也是该病流行的初侵染源。有性生殖还保持了菌群致病力相关基因的遗传多样性和稳定性,从而提高其对宿主植物的适应能力。因此对有性生殖发育的理解是综合控制赤霉病的先决条件。光作为影响生物生长发育最重要的环境因子之一,对真菌的生长发育、代谢活动及生理周期等产生至关重要的调控作用。同时由于赤霉病主要的致病真菌禾玉蜀黍赤霉(Gibberella zeae(Schw.)Petch)在室内需要在近蓝光下才可诱导形成子囊壳,因此,推测蓝光受体蛋白在玉蜀黍赤霉有性生殖发育过程中发挥了重要作用。本文以该菌为研究对象,利用反向遗传学的手段,对预测出的蓝光受体相关基因Fgwc1、Fgwc2和Fgvvd进行了功能分析,以期更好地理解光信号在玉蜀黍赤霉有性生殖发育及致病过程中发挥的作用。主要研究结果如下:(1)首先从禾谷镰刀菌数据库中获得预测的蓝光受体相关基因Fgwc1、Fgwc2和Fgvvd的基因序列。同时进行生物信息学分析,表明Fgwc1、Fgwc2与其他真菌的WC基因具有高度的保守性,具有作为光受体的LOV结构域。(2)本实验运用Split Marker和PEG介导原生质体转化技术对禾谷镰刀菌蓝光受体相关基因Fgwc1、Fgwc2和Fgvvd进行敲除和互补,获得敲除和互补转化子。(3)对Fgwc1、Fgwc2进行功能研究:生长发育表型分析得出Fgwc1、Fgwc2的缺失对禾谷镰刀菌的菌落形态、菌丝生长速率、分生孢子产孢量及形态不产生影响。压力筛选测试表明Fgwc1、Fgwc2的缺失不影响禾谷镰刀菌氧化压敏感性、细胞壁和细胞膜的功能,但对渗透压产生影响,与野生型菌株和互补突变体菌株相比,Fgwc1、Fgwc2敲除突变体菌株的抗渗透压的能力增强。有性生殖研究发现,Fgwc1、Fgwc2不影响禾谷镰刀菌产生子囊壳的能力,子囊孢子的形态与野生型菌株也没有差异,但Fgwc1、Fgwc2基因的敲除会使子囊孢子的喷发时间提前。致病性研究发现,Fgwc1、Fgwc2的缺失降低了禾谷镰刀菌的致病力。(4)对Fgvvd进行功能研究:Fgvvd基因的缺失不影响禾谷镰刀菌的菌落形态、菌丝生长速率、分生孢子产孢量及形态、渗透压、氧化压敏感性、细胞壁和细胞膜的功能。但Fgvvd基因的缺失影响禾谷镰刀菌的有性生殖,与野生型菌株能够产生繁密且大小均匀的子囊壳相比,△Fgvvd突变体菌株产生的子囊壳分布稀疏且体积小,且培养基上布满浓密且杂乱的白色菌丝。随后挤压出子囊花进行观察,△Fgvvd敲除突变体菌株和野生型菌株一样,可以产生正常的子囊,子囊孢子的形态也正常。