禾谷镰刀菌(Fusariumasiaticum)是一种子囊菌纲的坏死营养型病原真菌,可侵染谷类作物的多个器官,引起根腐、茎腐、穗腐、叶腐等多种症状,并且在被侵染植物中积累DON毒素,严重危害食用者的健康。光照是真菌的信号分子,对真菌的生长发育、次级代谢以及致病性有着重要的影响。真菌能够通过各种各样的光受体对光信号进行感知,其中蓝光受体WC1、WC2、VVD是真菌中重要的光受体。为了研究禾谷镰刀菌(Fasiaticum)中蓝光受体的功能,实验室前期对蓝光受体基因Faawc1和Favvd进行敲除,发现突变体AFawc1和ΔFavvd在生长发育和致病能力等各方面存在显著差异。为了全面了解蓝光受体在禾谷镰刀菌中的作用,本文对另一个蓝光受体基因Fawc2进行了研究,结果如下:1、对蓝光受体基因Fawc2进行生物信息学分析,发现Fawc2基因序列与其他真菌中的wc2基因既有差异性,又有保守性,说明wc2的基因功能可能具有种属特异性。对FaWC2的蛋白序列进行分析,发现它含有一个PAS结构域进行蛋白-蛋白相互作用,一个GATA锌指结构域进行转录调节,并且这两个结构域在不同真菌中具有高度的保守性。以上结果说明wc2在不同真菌之间既具有保守性,又存在一定的差异性。2、利用双片段同源重组法和PEG介导的原生质体转化法将野生型EXAP-08中的Fawc2进行敲除,对突变体ΔFawc2的生长发育表型进行了分析,发现蓝光受体基因Fawc2缺失后菌落红色和橘色色素积累减少,气生菌丝更加茂密,生长速率加快,生物量积累增加,并且有性生殖出现缺陷,说明基因Fawc2在菌落色素合成、营养生长和有性生殖等方面发挥重要作用。3、对AFawc2的类胡萝卜素合成情况和光修复能力进行了检测,发现突变体在光照下的类胡萝卜素积累量显著少于野生型,且类胡萝卜素合成的光诱导性消失,相关基因CarA和CarB在光照下的相对表达量降低;另外,突变体AFawc2在接受紫外照射后的耐受能力和光修复能力均减弱,光修复基因Phr1的相对表达量同时降低,表明Fawc2具有调节类胡萝卜素合成和光修复的作用,同时说明Fawc2在禾谷镰刀菌(Fasiaticum)的光响应过程中具有十分重要的作用。4、检测了突变体ΔFawc2在芦笋和小麦上的致病能力,发现与野生型相比,ΔFawc2能使芦笋在接种点周围较大的范围内变黄、变软,并且加快芦笋腐烂速度;将ΔFawc2接种在大田小麦上时,能够引起接种点周围小穗发病粒数增加,说明Fawc2缺失后能使突变体的致病能力增强,这与实验室前期发现的Fawc1对致病性的调节功能相反,说明二者对于禾谷镰刀菌致病性的调节具有不同的功能。此外,菌丝穿透能力检测表明突变体ΔFawc2致病性增强的部分原因是由于菌丝穿透能力增强。5、为了探究蓝光受体基因Fawc2对突变体ΔFawc1的影响,利用单片段同源重组法和PEG介导的原生质体转化法获得了双突变体ΔFawc1/wc2。发现双突变体AFawc1/wc2在生长发育、光响应和致病性方面与AFawc1相比都没有发生明显变化,说明基因Fawc2对突变体ΔFawc1中以上方面没有影响,表明在蓝光信号调节通路中FaWC2无法影响FaWC1对生长发育、光响应和致病性的调节功能,FaWC1可能占据主导地位。6、为了探究蓝光受体基因Fawc2对突变体ΔFavvd的影响,构建了双突变体ΔFavvd/wc2。结果发现双突变体ΔFavvd/wc2在生长发育、光响应和致病性方面都与突变体ΔFawc2相同,说明基因Fawc2能够改变Favvd对禾谷镰刀菌以上方面的调节作用,表明在蓝光信号调节通路中FaWC2能够影响FaVVD对在生长发育、光响应和致病性的调节功能,预示着在蓝光信号调节通路中FaWC2可能位于FaVVD的上游。综上所述,本文从多个方面对禾谷镰刀菌(F.asiaticum)的蓝光受体基因Fawc2进行了分析,发现它与Fawc1以及其他真菌中的wc2基因在功能上存在较大差异,并且初步确定了它与另外两个蓝光受体基因Fawc1和Favvd在功能上的相互关系,进一步完善了实验室对蓝光受体的研究,为今后全面分析禾谷镰刀菌的蓝光信号通路以及光生物学奠定了基础。