绿僵菌(Metarhizium spp.)是一类重要的昆虫病原真菌,由于其安全、对环境友好等特性而被广泛研究。其中,蝗绿僵菌(Metarhizium acridum)是一种特异侵染蝗虫的昆虫病原真菌,是研究一系列关于生态学、进化论及物种形成机制等问题的模式生物,具有极大的生防潜力。目前,这类生物制剂已应用于澳大利亚、非洲及亚洲等国家和地区,然而其易受环境影响和功效差等缺点严重阻碍了它在农业中的应用。因此,在分子层面上研究昆虫病原真菌对害虫的有效防治具有重要意义。在真核生物中,蛋白激酶和磷酸酶调控的磷酸化和去磷酸化作用起着十分重要的作用。在本研究中,我们研究了一个双特异性磷酸酶基因MaCdc14。经过生物信息学分析,显示该基因全长1963 bp,含有一段103 bp的内含子序列,可编码含619个氨基酸的蛋白。该蛋白分子量为69.11 kDa,等电点为9.29,不含信号肽。通过同源比对,发现该基因在真菌中高度保守。为了研究该基因在蝗绿僵菌中的功能,分别利用同源重组和随机插入的方法构建了MaCdc14的敲除菌株(ΔMaCdc14)及回复菌株(CP)。结果发现,MaCdc14缺失后分支数和菌丝隔数目减少,并且单个菌丝细胞中出现了多个细胞核。另外,该基因还影响了产孢过程,ΔMaCdc14产孢延迟,产孢量下降,并且产孢相关基因的表达水平发生了改变。此外,MaCdc14缺失后孢子大小不均一,孢子的萌发提前,对紫外的耐受力显著增强,但不影响孢子对湿热、化学破坏剂的耐受性以及致病力。通过进一步研究,发现与野生型菌株(WT)相比,ΔMaCdc14的黑色素含量极显著增加,并且大部分与黑色素合成相关的基因上调表达,而MaCdc14缺失后紫外耐受性的提高很可能是由MaCdc14调控的黑色素合成相关基因上调表达造成的黑色素含量增加所引起的。另外,本研究发现MaCdc14可以调控蝗绿僵菌在SYA培养基上产孢方式的转换,当MaCdc14缺失后,蝗绿僵菌的产孢方式在SYA培养基上由微循环产孢转变成了正常产孢,菌落颜色由绿色变成了白色,且产孢量极显著降低。为了探究蝗绿僵菌产孢方式转换的机制,接下来对WT和ΔMaCdc14在SYA培养基上培养12 h的蛋白磷酸化水平进行了测定,结果得到206个磷酸化水平差异蛋白,其中94个上调,112个下调。这些差异蛋白主要参与调控生长发育、细胞膜、细胞隔、产孢、细胞周期、细胞分化、代谢以及一些重要的信号通路。综上所述,本研究通过对MaCdc14的功能研究主要发现MaCdc14可以调控蝗绿僵菌细胞分裂、形态发生和产孢过程,并且很有可能通过调控黑色素合成能力来影响孢子的抗紫外能力,另外,MaCdc14主要通过影响与生长发育、细胞周期、产孢等蛋白的磷酸化水平来调控蝗绿僵菌在SYA培养基上的产孢方式,从而影响产孢能力。