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香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型（Fusarium oxysporum f.sp.cubense,Foc）引起的香蕉维管束病害,给全世界香蕉产业带来了严重的破坏。该病菌1号小种（Foc1）曾导致香蕉主栽品种“大蜜哈”的毁灭,抗1号小种的Cavendish香蕉品种的应用才使世界香蕉生产峰回路转。但是,近半个世纪来,侵染Cavendish的4号小种（Foc4）的出现和蔓延,使香蕉生产重新面临严重的困境。研究2个小种间致病性的差异,将可能为香蕉枯萎病的防治提供新的途径。本研究利用转录组RNA-seq技术研究香蕉枯萎病2个小种在不同细胞壁多糖条件下基因表达差异,了解香蕉枯萎病菌降解寄主细胞壁时基因表达情况,分析2个小种基因转录水平上的差异,筛选香蕉枯萎病菌的细胞壁降解酶基因和其它致病相关基因。在以上转录组研究的基础上,筛选出香蕉枯萎病菌2个组成型表达PG基因,通过基因克隆成功获得2个PG基因的序列信息。通过真核表达和酶学性质分析,1个PG基因（pgc7）成功获得了蛋白功能验证。最后为验证pgc7对香蕉枯萎病菌PG基因表达和致病性的影响,进行了基因敲除功能验证。主要研究结果如下:1.香蕉枯萎病菌不同碳源条件下转录组测序与分析通过RNA-seq测序,成功获得了三种碳源（寄主细胞壁、果胶和葡萄糖）条件下的Foc转录组（38.94 G clean reads的数据量）,所获的transcripts的N50达到3235 bp,且unigenes的N50达到2542 bp。将所有23,147个unigene进行功能注释,89.16%的unigene获得了7大数据库Nr、Nt、KO、SwissProt、PFAM、GO和KEGG中至少一个数据库的注释。通过GO功能注释分类发现,Foc致病基因的功能与信号调控、环境应激反应、免疫反应、生长发育、营养和代谢物转运、抗氧化反应相关。根据致病基因的功能,利用不同数据库对所有unigene进行了CAZymes、PHI、分泌蛋白、激酶、转录因子、转运蛋白、细胞色素P450、次生代谢物合成相关基因和自噬基因的注释,获得了大量Foc致病及致病相关基因,为Foc致病基因的研究提供了参考信息。2.香蕉枯萎病菌不同细胞壁多糖条件下基因差异表达分析将6个Foc cDNA文库的基因进行差异表达分类,获得了2个小种在不同细胞壁多糖条件下共同差异表达或具有小种专化性表达模式的基因。在降解寄主细胞壁多糖时,2个小种的基因具有不同的表达情况,特别是CAZymes、转录因子和转运蛋白家族基因的表达差异更为明显。在Foc降解寄主细胞壁时,果胶酶和半纤维素酶起到了关键作用。大量的Zinc finger,bZIP和Zn2CyS6家族转录因子基因在Foc4中特异上调表达。PK、ABC、APC、Myb和VIC等超家族转运蛋白基因在Foc4中高表达,而MFS超家族转运蛋白基因在Foc1中高表达,说明2个小种营养和代谢物转运机制存在差异。另外部分编码分泌蛋白、激酶、自噬、细胞色素P450和次生代谢物合成基因簇的基因在Foc4中特异上调的数量较Foc1多,说明了Foc4在侵染寄主时有更多的致病基因差异表达。通过PHI基因差异表达分析,再次验证了以上结果。同时,还有大量功能未知基因在Foc降解寄主细胞壁时高表达,这些基因可能是潜在的致病基因。本研究初步揭示2个小种致病性差异的分子基础,丰富Foc与寄主互作的分子机制,为香蕉枯萎病菌致病基因筛选和病害防治提供了依据。3.香蕉枯萎病菌组成型表达PG编码基因的克隆和真核表达本研究基于转录组数据成功克隆了2个组成型表达PG编码基因,并通过酵母真核表达系统获得了它们基因表达产物。pgc7基因成功外源表达具有endo-PG酶学性质功能的重组蛋白,但comp17915c0编码的重组蛋白无法检测到PG活性。根据酶学性质分析,重组PGC7最适pH为5.0,最适温度为50℃。重组Foc4-PGC7的米氏常数Km为0.89 mg/mL,最大反应速度Vmax为99.01 U/mg·min;而重组Foc1-PGC7的米氏常数Km为0.85 mg/mL,最大反应速度Vmax为98.04 U/mg·min。PGC7基因对香蕉组织具有浸解作用,能造成寄主细胞死亡。这是香蕉枯萎病菌中首次获得的组成型表达PG基因。4.香蕉枯萎病菌组成型表达pgc7基因的敲除研究利用ATMT方法敲除了香蕉枯萎病菌组成型表达pgc7基因,并对突变体生物性状和致病性进行了研究,结果表明:pgc7基因敲除突变体在PDA、葡萄糖和果胶碳源培养基上菌落直径明显减小,说明对果胶的利用能力下降。pgc7基因敲除造成三个亲缘关系近的exo-PG基因（pgc2、pgc3和pgc4）表达量降低,从而Foc在降解香蕉组织时总PG酶活下降,说明pgc7对exo-PG基因的表达起到促进作用。致病性测定结果表明,相较于野生型和pgc7功能互补子pgc7基因敲除突变体对巴西蕉和粉蕉的致病性显著降低。以上结果说明,pgc7是香蕉枯萎病菌侵染寄主香蕉的致病因子之一。本研究有助于揭示PG在香蕉枯萎菌降解寄主细胞壁的分子机制,并对香蕉枯萎病菌致病性研究提供帮助。