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由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae，无性态为Pyricularia oryzae)引起的稻瘟病是威胁世界水稻安全生产的主要因素之一。培育和利用水稻抗病品种是控制此病害最为经济和环保的措施。然而，由稻瘟病菌遗传变异所引发的新致病小种的频繁出现导致了新选育品种的抗性只能维持短期的效用。先前研究表明，稻瘟病系统属于典型的“基因对基因”模式系统。其中，水稻的抗病基因与所对应的稻瘟病菌无毒基因之间的互作会引发植株的抗病反应。因此，对稻瘟病菌无毒基因的深刻了解将更有助于找到使水稻维持持久抗瘟性的途径。
为了快速且准确地定位稻瘟病菌的无毒基因Avr Pik，并且确定该基因的候选基因，本文主要进行了以下3个方面的研究：
1.无毒基因AvrPik的遗传分析及初步定位
将2个稻瘟病菌田间致病菌株CHL381和CHL42，以及二者杂交得到的69个子囊孢子菌株对含有稻瘟病抗性基因Pik的水稻单基因系IRBLk—Ka进行致病性分析。结果显示，2个亲本分别表现无毒性和毒性反应，后代菌株的无毒性反应与毒性反应符合1:1的分离比(33A：36V，X2=0.13，P=0.7-0.8)，表明菌株CHL381对IRBLk—Ka的无毒性是由单个基因控制的，因此，该基因被命名为AvrPik。
为了快速地对该无毒基因进行染色体定位，运用分离群体分析法(bulked—segregant assay，BSA)，筛选了本研究室先前开发的一套平均分布于稻瘟病菌7条染色体的121个SSR(simple sequence repeat，微卫星)标记。结果显示，位于第1染色体上的MS1—6、MS1—9、MS1—13和MS1—15与该无毒基因连锁。通过对这4个标记进行全个体的连锁分析，将该无毒基因初步定位于MS1—9和MS1—15之间28.8 cM的遗传区域内。
2.无毒基因AvrPik的精细定位及遗传和物理作图
为了进一步地精细定位该无毒基因，利用稻瘟病菌测序菌株70-15的参考序列，并通过生物信息学分析(bioinformatics analysis，BIA)，在初步定位区域内选择了19个新的SSR标记和21个CAG(candidate avirulence gene，候选无毒基因)标记。通过对在亲本间呈现多态的6个SSR位点和5个CAG位点进行重组体的连锁分析，最终将无毒基因定位于标记CAG1—36和CAG1—26之间7.2 cM的遗传区域内。进而，根据所有连锁标记的分析结果以及各标记间遗传距离计算的结果，构建了AvrPik位点的高解析度遗传图谱。
与此同时，为了构建该无毒基因的物理图谱，将各遗传定位标记锚定于测序菌株70-15的超重叠群上。根据各连锁标记的物理位置以及通过计算得到的标记间的物理距离，构建了AvrPik位点的电子物理图谱。结果显示，无毒基因AvrPik界定于超重叠群6.29上的CAG1—36位点和CAG1—26位点之间23.5 kb的基因组区间内。
3.无毒基因AvrPik目标区域的基因注释与功能预测
为了尽可能地保证基因预测的准确性，以测序菌株70-15的序列为参考，利用基因注释系统Broad Magnaporthe grisea Database Browse Regions(http：//www．broad．mit。edu/annotation/genome/magnaporthe_grisea/Regions．html)和Softberry FGENESH2.6(http：//www．softberry．com/berry．phtml)对目的基因所在的23.5 kb的目标区域序列进行了候选基因及其结构的预测。结果前者预测到5个包含完整ORF的基因，后者预测到6个包含完整ORF的基因。因此，这6个基因被初步确定为AvrPik的候选基因。
进一步地利用生物信息学软件BLASTP(http：//blast．ncbi．nlm．nih．gov/Blast．cgi)和用于分泌蛋白预测程序的软件SignalP—v3.0、TMHMM—v2.0、Big-PI fungal predictor、ProtComp—v8.0和TargetP—v1.1来进行候选基因的功能预测。结果显示，在6个候选基因中，有2个基因所编码的氨基酸序列具有分泌蛋白的特征性结构。