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细胞自噬是真核生物中广泛存在的、保守的过程,是一个细胞内长寿命蛋白或细胞器降解和再利用的过程。细胞自噬过程的主要标志是产生双层膜的自噬泡,自噬泡包裹着将要被降解的物质,随后液泡与溶酶体结合。许多年来,真核生物在分化和发育的过程中,细胞自噬过程被认为与细胞的形态建成相关,在细胞器和蛋白质周转的过程中发挥重要作用。遗传数据分析,在酵母(Saccharomyces cerevisiae)、粘菌(Dictyostelium discoideum)和线虫(Caenorhabdiitis elegans)中,尤其是在低等真核生物中,外界环境的变化,可以诱导细胞自噬发生。稻瘟病是一种毁灭性病害,给全世界的水稻生产带来巨大威胁,稻瘟病是由稻瘟病菌引起的。稻瘟病菌是子囊菌,具有典型的生活史和侵染循环,被认为是是丝状真菌分子生物学和致病机理研究的模式。稻瘟病菌能够形成具有精巧结构的附着胞,一种典型的侵入机构。附着胞细胞壁出现黑色素沉积,最终形成黑色素层。黑色素层允许水分子自由通过,但溶解于水的物质不能自由通过,从而让附着胞建立并维持一个很大的胞内膨压,产生达8.0Mpa的巨大压力,这个压力使稻瘟病菌穿透寄主叶片表皮,侵染寄生。巨大膨压的来源主要是大量脂类、糖原、海藻糖和甘露醇积累的结果。本文主要目的是研究和阐明细胞自噬过程与稻瘟病菌生长、发育和致病性之间的关系。获得的主要研究结果如下:1)在稻瘟病菌附着胞的差减文库中,找到了细胞自噬相关基因的EST(expressed sequence tags),进而找到基因,定名为MgATG1,该基因编码丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。将稻瘟病菌MgATG1基因,互补到酵母ATG1基因缺失突变体中,能够恢复酵母的细胞自噬过程;对MgATG1进行细胞定位,该基因在细胞质中均匀表达;通过构建MgATG1基因置换载体,得到基因MgATG1缺失突变体Δmgatg1。2)Δmgatg1突变体在CM或者MM培养基上的菌落形态发生变化,菌丝稀疏;产孢量显著下降,仅为野生型Guy11的1/15;分生孢子的萌发延迟;分生孢子中,脂质体含量下降;Δmgatg1突变体附着胞膨压显著下降,在完整的水稻或者大麦叶片上不能形成可见病斑,致病性丧失;在有磨损的大麦叶片上只能产生微弱的病斑;突变子在OMA培养基上与2539菌株交配,不能产生子囊壳,育性受到影响;基因MgATG1缺失,细胞自噬过程中断,在液泡和细胞质中,没有自噬泡的积累。3)通过同源序列比对,PCR的方法,得到细胞自噬相关基因MgATG5;利用类似于MgATG1的研究方法分析了MgATG5的功能。稻瘟病菌MgATG5基因,可以恢复酵母ATG5基因缺失突变的功能,使细胞自噬过程恢复;基因在细胞内定位于孢子,菌丝和附着胞的细胞质中,在细胞核中的表达更强。4)基因缺失突变体Δmgatg5,细胞自噬过程中断;菌落形态改变,菌丝稀疏;孢子产量显著下降,分生孢子中脂质体含量下降;与2539菌株的交配,不能形成子囊壳;孢子萌发和附着胞形成滞后;附着胞膨压显著下降;在大麦和水稻上的致病性丧失。细胞自噬过程是真核生物中非常保守的过程,此过程在植物病原真菌中的研究很少,在稻瘟病菌中的研究国内尚属首次,本研究选题新颖;同时,稻瘟病菌作为植物病原菌的研究模式,研究过程中应用的方法对其它病原真菌的研究起到借鉴作用。