水稻是世界上最重要的粮食作物,为全球贡献了约30%的能量摄入。由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引发的稻癌瘟病对全球的稻谷产量带来巨大的损失,每年的粮食损失可以养活6000万的人口。稻瘟病菌的防治主要依赖于培育抗病品种和化学药剂开发,但该病菌易于发生变异,使抗病品种易丧失抗性。长时间使用单一的化学药剂使病原菌产生抗药性,导致原有的药剂因此失去药效。因此,如何控制稻瘟病的发生和寻找有效的防治方法一直是粮食安全生产上的难题。通过分子实验深入的解析稻瘟病菌的致病机制,不但可以为抗病育种提供新的策略,同时也对具有特异性靶标药物的开发具有指导意义,为稻瘟病的总体防治提供新的思路。本论文主要对致病相关的bZIP转录因子MoAp1和MoBzip10的靶基因进行鉴定,并对其在稻瘟病菌生长、产孢和致病过程中的功能进行分析,研究结果如下:本实验室前期的研究结果表明,转录因子MoAp1作为氧化应答器参与清除活性氧的过程从而靶稻瘟病菌的致病力。本文从MoAp1的转录组数据中鉴定到了一个基因MoTRX2,该基因的起始密码子上游500 bp的区域内具有MoAp1的结合位点。在敲除MoTRX2后,突变体生长速率著减慢,硫源同化过程受到影响;无性繁殖能力下降,产孢相关基因在突变体中显著下调表达,并且不能进行有性生殖过程;通过喷雾接种和叶鞘注射发现,突变体的致病力显著下降,显微观察表明侵染菌丝在寄主细胞中的扩展受到抑制。表明MoTrx2在稻瘟病菌生长、有性生殖、无性繁殖及致病过程中具有重要的作用。活性氧在寄主抵御病原菌侵染中具有十分重要的作用,通常被认为是抵御侵染的第一道防线。活性氧的迸发十分的迅速,病原菌必须快速的对这种外界胁迫作出应答。病原菌具有多种迅速清除活性氧的策略,包括细胞酶和非酶机制,许多过程受转录因子的调控。稻瘟病菌中的转录因子MoAp1在侵染过程中最重要的作用就是参与活性氧的清除。MoTRX2敲除突变体同野生型相比侵染位点上有大量活性氧的积累,并且胞外过氧化物酶和漆酶基因的表达水平显著下降。因此我们认为MoTRX2作为MoAp1的靶基因,通过调控胞外过氧化物酶和漆酶的表达帮助清除寄主产生的活性氧,并进一步参与致病过程。此外,胞内的活性氧平衡对病菌侵染也具有重要的作用,在MoTRX2缺失突变体中附着胞形成初期胞内活性氧大量的积累。同时与侵染相关的MPS1-MAPK途径的磷酸化水平在突变体中也显著的降低,也是其侵染能力下降的原因之一。染色质免疫沉淀技术(ChIP)是揭示在生理状态下细胞内蛋白与染色体DNA相互作用的技术,该技术与高通量测序结合,对细胞内基因表达调控网络的研究具有重要作用。前期的研究结果表明转录因子MoBzip10是一个致病相关的基因,参与调控稻瘟病菌的生长、产孢以及对活性氧的应答过程。本文研究内容第三章中,以MoBzip10-GFP表达菌株为实验材料,通过ChIP-seq技术对靶基因进行预测。高通量测序共得到95个富集区域,进一步的基因比对得到55个MoBzip10靶基因。在测序的基础上用MEME软件进行分析预测到了 1个结合位点。综上所述,硫氧还蛋白MoTRX2作为转录因子MoAp1的靶基因,在稻瘟病菌的生长发育过程中具有重要的作用,通过参与调控胞内活性氧平衡,寄主活性氧的清除以及MoMps1磷酸化水平参与到稻瘟病菌的致病过程。同时,通过ChIP-seq技术对另一个转录因子MoBzip10的结合位点进行了预测,并得到1个预测的结合位点。