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近几年,苹果炭疽叶枯病(Glomerella leaf spot,GLS)在我国苹果产地迅速蔓延。果生刺盘孢(Colletotrichum fructicola)是该病害的的主要病原。田间条件下,果生刺盘孢在致病后期可以产生大量子囊孢子。子囊孢子能够随风远距离传播可能是苹果炭疽叶枯病迅速蔓延的重要原因。交配型基因是调控真菌有性生殖的关键因子。大多数丝状子囊真菌有性子实体发育和子囊孢子形成需要交配型基因MAT1-1-1和MAT1-2-1的互相识别。异宗配合真菌同一菌株仅含MAT1-1-1或MAT1-2-1,交配型基因不同的菌株间发生交配。同宗配合真菌同一菌株同时含有MAT1-1-1和MAT1-2-1,自身即可完成有性生殖。与其它子囊真菌不同,目前十几个已知的刺盘孢属真菌基因组中均只含有MAT1-2-1,而无MAT1-1-1,而且部分菌株仍能发生同宗配合。目前尚不清楚MAT1-2-1是否是刺盘孢真菌有性生殖的关键调控因子。果生刺盘孢1104-6-B菌株在固体培养基上产生大量散生不育子囊壳,该菌株与性亲和菌株1104-7-W-S对峙培养,则会形成由聚生可育子囊壳构成的杂交线。本研究以1104-6-B菌株为实验材料,利用反向遗传学技术,通过基因敲除获得交配型基因MAT1-2-1的缺失突变体,并结合突变体表型分析明确基因功能,取得以下主要研究结果:1.以潮霉素磷酸转移酶基因(hph)为筛选标记,基于聚乙二醇(PEG)介导的原生质体遗传转化和同源重组技术创制了MAT1-2-1基因的敲除突变体。通过对转化子的PCR筛选验证,得到基因敲除突变体12个。2.系统比较了MAT1-2-1基因敲除突变体与野生型菌株的生物学表型差异。与野生型相比,突变体在菌落形态、菌丝生长速率、分生孢子萌发、附着胞分化、致病等方面无差异,但在马铃薯葡萄糖(PDB)液体培养基中的分生孢子产量略有下降。在燕麦片琼脂(OA)培养基上,突变体在菌落中央形成更多的分生孢子堆。在PDA、OA培养基上,突变体仍可以产生子囊壳结构,子囊壳密度与野生型类似,但直径明显小于野生型,表明MAT1-2-1基因影响子囊壳发育。与性亲和菌株对峙培养时,MAT1-2-1基因敲除突变体仍可产生明显的杂交线,但杂交线上的子囊壳完全不育,壳内完全不产子囊和子囊孢子,这表明MAT1-2-1是调控异宗配合中子囊和子囊孢子形成的关键基因。3.研究过程中还发现果生刺盘孢菌株可以自发变异,从单孢纯化1104菌株后代分离获得四种稳定的扇变类型。类型I(1104-7-W):气生菌丝发达,菌落色浅,不产子囊壳,相比于其余菌株在PDB液体培养基中的分生孢子产量明显下降,分生孢子偏细长,致病力几乎丧失;类型II(1104-6-B):菌丝致密,菌落色深,子囊壳多数不育,大量散生;类型III(1104-7-W-S):气生菌丝较少,菌落灰色,子囊壳聚生可育、内含成熟子囊和子囊孢子;类型IV(1104-6-B-S):与1104-6-B类似,产大量散生子囊壳,但子囊壳完全不育,且气生菌丝更少,菌落颜色较浅。将四种扇变菌株两两对峙培养,仅1104-7-W-S和1104-6-B菌株间能形成杂交线,产生可育子囊壳。本论文证实MAT1-2-1基因影响果生刺盘孢子囊壳发育,控制子囊和子囊孢子形成,是重要的有性生殖调控基因。本研究还获得了四种有性生殖相关的扇变菌株,并明确了它们的生物学特性差异。本研究为后续深入研究果生刺盘孢有性生殖的遗传调控奠定基础。