同源异型盒(homeobox)基因编码的同源异型盒蛋白作为一类转录调控因子,在真核生物的个体发育及细胞分化的调控中起着重要作用。对于动物,homeobox基因在胚胎发育、基因转录调节、细胞分化等方面发挥重要作用。对于植物,homeobox基因主要是调控胚胎发育、叶的发育及花的分化等方面的功能。在真菌中,有关homeobox基因的研究相对较少,但已有的研究表明,其参与调控菌丝的线性生长、产孢、致病性及有性生殖。稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)是引起水稻重要病害稻瘟病的病原菌,也是研究丝状真菌的重要模式生物。该菌侵染循环过程经历了分生孢子与植物表面接触、萌发、附着胞分化、侵入栓的形成以及侵染生长,并最终产生新的分生孢子导致新一轮的病害循环。这一过程涉及复杂的细胞分化和信号转导。数据库分析结果表明,稻瘟病菌全基因组中有7个homeobox基因(HTF1,HTF2,HTF3,HTF4,HTF5,HTF6,PTH12)。本论文对稻瘟病菌基因组中homeobox家族蛋白成员(HTF1,HTF2,HTF3,HTF4,HTF5,HTF6)进行了系统性功能分析。此外,本论文还对调控稻瘟病菌产孢过程的HTF1基因进行了较为深入的分析。根据生物信息学方法分析确定在稻瘟病菌全基因组中有7个可能的homeobox基因,对这7个基因的蛋白序列特征进行分析,结果表明它们均有典型保守的HD(homeoboxdomain)结构域,而HTF2和HTF5还含有其他的结构域,这表明homeobox基因在进化过程中可能出现分枝,并最终导致其控制的生物学功能的多样性。通过对稻瘟病菌该家族6个基因的功能研究表明htf1,htf2,htf4和htf5突变体的生长速度没有明显改变,而htf3突变体的生长速度显著减慢,且其菌落变得更为致密;htf6突变体的生长速度稍微减弱。htf1突变体失去了产孢能力,其他突变体产孢能力未受影响,孢子形态也正常。通过本研究证明了HTF1调控稻瘟病菌的产孢发育,而HTF3调控稻瘟病菌的营养生长发育过程。进一步分析表明HTF1不影响分生孢子梗的发育,但对分生孢子的分化起关键作用。Htf1-GFP融合蛋白的亚细胞定位分析也表明其GFP信号在分生孢子梗的细胞核中突然明显的增强表达。定量RT-PCR的结果也表明HTF1参与产孢信号途径。htf1突变体在不利于产孢条件下并没有去抑制分生孢子梗的发育,因此htf1突变体产生比野生型菌株数量更多的分生孢子梗可能是由于其无法形成分生孢子的原因导致的,这也似乎预示了在稻瘟病菌中很有可能存在一些来自分生孢子的反馈信号以进一步抑制分生孢子梗的发育。尽管本论文对homeobox基因家族参与稻瘟病菌生长发育、产孢以及侵染致病的过程开展了较为深入的系统性研究,但对其调控的信号传导途径的研究仍然较为欠缺,因而在此基础上,对该问题作进一步深入探讨,对明确homeobox基因在稻瘟病菌乃至丝状真菌生长发育及侵染致病的分子调控机制将十分有益。