由镰刀菌引起的赤霉病(Fusarium head blight or scab)是危害多种禾谷类作物的一种重要病害,广泛分布于世界温暖潮湿地区。赤霉病引起小麦的穗腐,不仅使小麦籽粒产量降低、品质变劣,而且病麦粒中存留有真菌产生的真菌毒素,食用污染毒素的病麦及其制成品后会引起人畜中毒。目前虽已就赤霉病的抗病机理和抗原鉴定等做了大量的工作,取得了一系列重大进展,但是对分子机理和抗病机制仍缺乏认识,近年来禾谷镰刀菌的相关基因的分离使抗病研究取得进展。海藻糖生物合成的代谢途径是抗真菌药物的潜在的靶位点,因为在脊椎动物中还没有发现海藻糖。同时海藻糖合成酶基因是真菌分生孢子合成的重要基因,对于研究禾谷镰刀菌与真菌互作的机制有着显著意义,而且海藻糖本身具有抗逆的功能,克隆该基因转入植物可以提高植物的抗逆性。本研究根据BLAST P找到与酵母中的海藻糖合成酶基因同源性最高的基因序列,构建基因敲除的载体,采用根癌农杆菌介导转化的方法,通过同源交换敲除TPS1和TPS2基因。将得到的转化子分别用PCR,Southern blot和RT-PCR验证。研究结果表明,在转化子中,两个基因分别都被成功敲除,Δtps1的表型与野生型相比变化不大,而Δtps2菌落生长速度变慢同时没有气生菌丝。然后通过不同培养基的处理研究转化子的抗胁迫能力,结果显示Δtps2的抗胁迫能力与Δtps1相比显著下降。根据酶活检测,碳源氮源的利用对转化子的代谢途径进行分析。结果表明Δtps2在以果糖为碳源的培养基上长势较好,对葡萄糖比Δtps1更敏感。而硝酸盐还原酶的表达在Δtps1和Δtps2中没有受到明显地影响,即在F.graminearum中TPS1和TPS2对氮原的利用影响并不显著。然后对致病力进行了相关分析,同时对产孢量进行了测定。结果指出在苗期阶段,野生型菌株对胚芽鞘产生的病斑长度最长,Δtps1其次,Δtps2最短。在花期阶段,与野生型相比Δtps2明显降低,而Δtps1的致病力有所升高,这可能与其参与侵染的负反馈途径有关。而且经过测定发现,与野生型相比Δtps1和Δtps2的产孢率都有所下降。最后用半定量PCR的方法验证野生型中TPS1和TPS2基因的表达。在不同的温度以及以及氮源和碳源处理的条件下,TPS1和TPS2基因的表达并没有显著的差异,这说明在短时间内这些因素对于这两个基因的表达影响不大。