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番茄枯萎病是一种土传真菌病害,由尖孢镰刀菌番茄专化型(Fusarium oxysporum f.sp.lycopersici)引起。番茄枯萎病又被称为“番茄癌症”,一直未能得到有效防治,在农业生产上造成巨大的损失。因此,掌握尖孢镰刀菌的致病分子机制,有助于快速有效解决这一难题,提高番茄产量和质量。近年来,尖孢镰刀菌遗传体系的完善和全基因组序列的揭示有助于全面分析尖孢镰刀菌致病机理和挖掘相关致病基因,同时,也为从基因组水平上研究相关致病机制提供了新的契机。本课题组前期研究表明,尖孢镰刀菌的小分子RNA-FolmiR1在病原菌侵染过程中跨界转运至番茄体内,通过沉默番茄抗病相关靶基因,帮助病原菌成功侵染。本研究围绕FolmiR1是否影响病原菌自身毒力展开,对FolmiR1进行基因敲除分析生物学功能。与野生型相比,FolmiR1敲除突变体的营养生长发育、应答非生物胁迫能力均未出现明显差异。同时,将突变体在番茄易感品种Moneymaker、番茄抗病品种Motelle上进行致病力测定发现,FolmiR1敲除突变体致病力明显减弱。表明FolmiR1对病原菌的致病力有着重要的影响。生物信息学方法预测发现FolmiR1在尖孢镰刀菌中存在靶基因FolCTS2(Fusarium oxysporum f.sp.lycopersici chitinase 2)。功能域预测与保守性分析发现,该基因与尖孢镰刀菌几丁质酶相关。通过进一步探索分析FolCTS2的功能,根据同源重组原理对FolCTS2进行基因敲除,结果显示FolCTS2对于尖孢镰刀菌的营养生长、应答非生物胁迫过程不是必需的。另外,致病力分析测定发现,FolCTS2不参与尖孢镰刀菌的致病力调控。几丁质酶活测定结果显示,相比于野生型菌株,缺失突变体的几丁质酶活并未出现明显降低,同时过表达FolCTS2菌株几丁质酶活明显上升。我们推测该几丁质酶基因在尖孢镰刀菌中存在功能冗余,且FolmiR1不能直接调控靶基因FolCTS2行使其致病功能。通过进一步探究几丁质酶基因在尖孢镰刀菌中的作用,分析发现FolCTS2在尖孢镰刀菌中存在部分功能冗余基因FolCTS3(Fusarium oxysporum f.sp.lycopersici chitinase3)。FolCTS2、FolCTS3双基因敲除发现,尖孢镰刀菌几丁质酶基因FolCTS的突变不影响菌丝生长、非生物胁迫耐受能力。然而,对FolCTS3缺失突变体致病力测定表明,FolCTS3对尖孢镰刀菌的致病力起着重要的作用。另外,我们发现FolCTS3缺失突变体的几丁质酶活显著降低,过表达菌株几丁质酶活上升。与FolCTS3相似,FolCTS2/3双基因缺失突变体的致病力也明显减弱,且几丁质酶活明显降低。表明几丁质酶基因FolCTS3对尖孢镰刀菌几丁质酶活和病原菌致病力起主要作用,且FolCTS2可能与FolCTS3共同作用于几丁质酶活。综上所述,本研究明确了尖孢镰刀菌番茄专化型FolmiR1对其致病力的重要影响,并表明几丁质酶基因参与调控尖孢镰刀菌的致病力。进一步了解了尖孢镰刀菌致病分子机制,为有效防治番茄枯萎病提供了重要的理论依据。