灰霉菌(Botrytis cinereaPers.:Fr.)是一种广寄主坏死营养型病原真菌,能侵染许多果蔬产品,而鲜食果蔬是人类获取多种必需营养的来源,但从田间收获到被消费者食用,需要经历诸多采后环节,在此期间控制病原菌侵染是防止果蔬失去消费品质的关键。深入研究环境因子对病原真菌生长发育和致病性的影响机理,将会为制定采后病害控制措施提供重要理论依据。乙烯是重要的植物激素,对果实的成熟、软化、采后品质具有重要的影响,且病原真菌也具有合成和感受乙烯的能力,但在真菌与寄主互作体系中对“病害乙烯”的检测难度大,人们对病原菌一方自身合成和感受乙烯的生物学作用还知之甚少；光也是果蔬采后贮运体系中不可忽视的环境因子,光对病原真菌的许多生命活动都具有调节作用,然而光对采后病害发生的调节作用尚未引起人们的重视。本文以侵染多种果蔬的灰霉菌为主要对象,开展了乙烯和光对病原真菌生长发育和致病性的调节机理研究,为制定合理的环境控制措施,减少果蔬采后病害的发生提供科学依据和新思路。研究结果如下：1、根据光照对寄主植物和灰霉菌合成乙烯有不同的影响,即光照会促进灰霉菌的乙烯合成速率,却不会影响寄主果实的乙烯合成,证明了灰霉菌与果实互作体系中的病程相关乙烯有来自病原菌合成的病原乙烯(Pathogen’s ethylene)。这种检测病原乙烯的策略不需借助化学试剂,对于及时诊断果蔬采后病害具有重要的参考价值。2、通过施加外源乙烯处理,发现乙烯能显著促进灰霉菌菌丝的分化和侵染结构附着胞的形成,并诱导致病因子多聚半乳糖醛酸酶家族基因的上调表达,这些研究结果证明了灰霉菌具有感受乙烯信号的能力。3、为了深入研究灰霉菌合成与感受乙烯的分子机理,本研究应用转录组学技术,通过RNA-seq分析,分别比较了添加蛋氨酸(Met)后的培养菌株和施加外源乙烯(ET)的培养菌株与对照菌株(Control)的转录组,较为系统地挖掘了与灰霉菌合成和感受乙烯相关的差异表达基因,并对这些基因的功能做了预测和注释,为揭示灰霉菌合成和感受乙烯的分子机制奠定了基础。4、从灰霉菌合成乙烯相关的转录组差异表达分析中,获得了灰霉菌编码天冬氨酸转氨酶的基因bcast。该基因受Met处理和染寄主过程中都上调表达；同源重组敲除bcast的突变菌株与野生型相比,生长速率较慢,菌落形态特征没有显著变化,但具有更强的乙烯合成能力,表明bcast基因对灰霉菌乙烯合成有负调节作用。然而,突变菌株在多种寄主上致病性显著下降,表明bcast是决定灰霉菌致病性的一个新基因。通过对bcast基因的功能分析可以得出：灰霉菌自身合成乙烯能力的强弱,不是其致病性的决定因素。5、光照不仅能促进灰霉菌合成乙烯,还会调节灰霉菌的生长发育和致病性。通过不同光质处理,发现绿光可延缓灰霉菌的生长速率,蓝光可抑制灰霉菌分生孢子的形成；研究还发现,灰霉菌抵抗紫外胁迫的能力与依赖于White collar 1同源光受体BcWCl的光信号通路有关,光照可诱导灰霉菌对紫外胁迫的抗性,而在黑暗下灰霉菌却对紫外光的抗性减弱,本研究同时证实了这一现象也存在于交链孢霉(Alternaria alternata),尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)中。这些研究结果为解析灰霉菌感光机制奠定了表型基础,也为合理使用光源控制真菌病害提供了理论依据。6、灰霉菌蓝光信号途径BcWCl参与了其乙烯合成的调节,光照下蓝光受体缺失突变菌株的乙烯合成速率比野生型强,而在黑暗下却没有差异；与其他光质比较发现,蓝光可显著促进灰霉菌合成乙烯最有效光质,这些结果为今后更深入地揭示灰霉菌乙烯合成的调控机理提供了新的线索。7、以人体重要病原真菌新型隐球酵母(Cryptococcus neoformans)为对象,分析了光信号调节其生长发育和致病性的机制,揭示了该病原真菌的White collar1同源光受体Bwc1上的发光色团结合位点Cysteine642对其感光能力是必需的,但是该位点对致病性却不是必需的,表明该病原真菌光受体参与调节致病性与其感光的功能无关,而与其在黑暗下的功能有关。进一步通过对野生型、突变菌株、以及点突变菌株进行转录组表达的比较,筛选到了由Bwc1-Bwc2光受体系统调控的与致病性可能相关的下游基因,后续对这些基因功能进行分析,将有助于针对这一重要病原真菌致病机理的解析和药物作用靶点的研发。这项研究所使用的策略,对解析光信号对植物病原真菌生长发育和致病性的调控机制具有重要的借鉴意义。