水稻(Oryzasativa)作为全世界最主要的粮食作物之一,供给了全球超过50%人口的粮食需求,其中主要需要分布在我国等发展中国家。丝状子囊真菌稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)所引起的稻瘟病作为水稻三大病害之一,每年导致全球范围内水稻的大幅度减产,对世界,尤其是对我国的粮食安全提出了极大的挑战。种植含有特定稻瘟病抗性基因的水稻是目前防治稻瘟病最为经济环保的措施之一。然而,由于稻瘟病菌菌株受到抗性寄主的筛选压力,抗性基因对应的无毒基因极易发生变异,导致抗性水稻一般在1-3年内即会失去抗性,丧失功能。目前已克隆的稻瘟病抗性基因已超过20个,但是已经克隆的无毒基因数量依然有限。克隆新的稻瘟病菌无毒基因,将帮助我们更好地了解稻瘟病菌无毒基因变异机制及其与宿主的互作机制,对将来持续性的控制稻瘟病提供坚实的理论依据。本研究中,由于稻瘟病菌菌株Guy11与FJ81278致病性上存在显著差异,首先,我们通过二代测序技术对Guy11与FJ81278进行了重测序,同时根据致病性实验结果,Pid3抗性水稻对Guy 11具有抗性,对FJ81278感病,我们推测Guy 11中携带有FJ81278中功能缺失的无毒基因AvrPid3。因此基于以上两点,我们利用比较基因组学的办法对Guy11与FJ81278基因组进行比较,结果表明,Guy1 1中含有大约0.87 Mb的特异序列,其中包括37个特异的假定分泌蛋白基因,通过PCR扩增和测序的方法确认了它们在Guy11中的特异性。生物信息学分析显示,这些特异基因与稻瘟病菌中已知的效应因子特征相似,即大部分特异基因编码富含半胱氨酸、在早期侵染阶段特异表达并且在不同的田间菌株内具有存在与缺失多态性的小分泌蛋白。其中,已有报道证明部分的特异基因参与了稻瘟病菌的侵染过程,例如Ung31能够引起水稻原生质体与烟草叶片细胞程序性死亡等等。特异基因的分布模式表明,在来自不同水稻寄主(籼稻和粳稻)的稻瘟病菌株中,这些特异基因具有不同的分布模式。紧接着,通过关联分析,我们鉴定了一个序列不相关但是蛋白结构保守的效应因子MAX家族成员Ung30与无毒基因AvrPid3功能上存在部分遗传关联。最后,遗传互补实验结果表明,目前还未发现能在Pid3抗性水稻上发生非亲和反应的转化子,而农杆菌介导的烟草瞬时表达实验表明,暂时没有筛选到能够在烟草叶片上引起细胞程序性死亡的特异蛋白。综上所述,我们通过比较基因组学方法获得了 37个稻瘟病菌菌株Guy11中特异的候选效应蛋白,继续深入研究它们的生物学功能将有助于我们更好地了解稻瘟病菌的侵染机理,为防控稻瘟病提供科学依据。