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本课题组前期研究发现，玉米大斑病菌Fus3/Kss1MAPK级联途径下游的核心转录因子StSte12调控病菌附着胞发育及侵染过程，它直接结合于StCHS5的启动子区域调控其表达。本研究利用生物信息学技术鉴定了大斑病菌中几丁质合酶基因家族，并利用Real-time PCR技术分析了几丁质合酶基因家族在病菌各个生长时期的表达模式。利用基因敲除技术获得了StCHS5基因敲除突变体，通过对突变体的分析，明确了该基因部分生物学功能。主要研究结果如下: 1.在大斑病菌基因组数据库中鉴定出了几丁质合酶基因家族并分析了其结构特征。该家族包含8个几丁质合酶基因（StCHS1-StCHS8），基因组定位显示该家族成员分散在病菌基因组中，其中StCHS4，StCHS5，StCHS2位于scaffold18上并串联排列。这8个几丁质合酶基因可分为7类，存在于3个亚家族中，其中StCHS6(classⅢ)，StCHS7(classⅠ)，StCHS8(classⅡ)属于亚家族Ⅰ，包含催化结构域Ⅰ和多次跨膜结构域;StCHS1(classⅣ)，StCHS2(classⅥ)，StCHS5(classⅤ)属于亚家族Ⅱ，包含催化结构域Ⅱ和细胞色素b5结构域，其中几丁质合酶第Ⅴ类和第Ⅵ类还包含肌动蛋白结构域;StCHS3和StCHS4属于第Ⅶ类，且属于亚家族Ⅲ，这类几丁质合酶基因只包含跨膜结构域。 2.获得了4株StCHS5基因敲除突变体。以pPZP100载体为基本骨架、潮霉素抗性基因(HPH)作为筛选标记，成功构建了StCHS5基因敲除载体;利用农杆菌介导的转化技术，转化大斑病菌野生型菌株01-23，通过潮霉素抗性筛选、特异引物PCR、RT-PCR验证，获得了4株StCHS5基因敲除突变体，分别命名为△StCHS5-1,△StCHS5-2,△StCHS5-3,△StCHS5-4。 3.研究发现StCHS5基因参与调控病菌的生长发育。与野生型菌株相比，突变体△StCHS5-1，△StCHS5-2，△StCHS5-3，△StCHS5-4的菌落颜色形态、菌丝形态、分生孢子产量均发生显著变化。突变体菌落颜色变浅，且产生较多的疏松的气生菌丝;光学显微镜观察发现，突变体菌丝细胞较野生型变长，但菌丝细胞直径没有明显差异;进一步分析发现，突变体菌落生长速率增大，不产生分生孢子，黑色素含量显著下降。 4.阐明了StCHS5基因参与调控大斑病菌细胞壁发育。①在CFW和刚果红等细胞壁合成干扰物质的处理条件下，突变体菌落生长受抑制程度显著低于野生型，表明StCHS5基因的缺失提高了病菌对细胞壁合成干扰物质的耐受性。②通过扫描电镜观察突变体菌丝细胞壁的超微结构，结果发现，StCHS5基因的敲除突变体较野生型菌株细胞壁明显变薄，细胞膜出现明显的褶皱，胞吐现象明显。③在细胞壁降解酶的作用下，StCHS5基因的敲除突变体产生的原生质体是野生型的2.81倍。④对突变体细胞壁中几丁质含量分析发现，野生型菌株中几丁质含量是StCHS5基因的敲除突变体中的21倍。以上结果表明，StCHS5基因不仅影响了病菌细胞壁的结构，也影响了细胞壁的组分。 5.阐释了StCHS5基因参与大斑病菌的附着胞发育及侵染过程，但对病菌的致病毒素的毒力没有影响。①对突变体菌丝产生附着胞的情况分析发现StCHS5基因敲除突变体不能形成正常的附着胞和侵入钉结构。②玻璃纸穿透试验进一步表明野生型菌丝可穿透玻璃纸，而突变体的菌丝不能穿透玻璃纸。③对病菌致病毒素的活性分析发现，其粗毒素活性与野生型的相比没有明显变化。④对致病性进行分析表明，StCHS5基因敲除突变菌株不能侵染健康的玉米叶片，但能够侵入并定殖在刺伤的寄主中。 6.明确了大斑病菌几丁质合酶基因家族在野生型菌株及突变体中的表达模式。①利用Real-time PCR技术检测了几丁质合酶基因在病菌菌丝、分生孢子、芽管萌发、附着胞和侵入丝等时期的表达模式。结果显示，StCHS1，StCHS3，StCHS4在菌丝时期相对表达水平最高，其次为附着胞时期，表达水平最低的为芽管萌发时期;StCHS6在菌丝时期相对表达水平最低，其他时期均显著上升，且在芽管时期最高;StCHS2，StCHS5，StCHS7，StCHS8均在附着胞时期相对表达水平最高，且相对菌丝时期，侵入丝时期StCHS2,StCHS5均显著下降，StCHS7变化不大，StCHS8显著上升。②分析了病菌中几丁质合酶基因在StCHS5基因敲除突变体中的表达模式。结果表明，除了StCHS3基因，其余几丁质合酶基因表达量均有所升高，其中StCHS1基因在StCHS5基因敲除突变体中表达量提高了1287.22倍，StCHS2提高了303.4倍，StCHS4提高了315.49倍，StCHS6提高了58.85倍，StCHS7提高了31.57倍，StCHS8提高了37.49倍，说明玉米大斑病菌中这些几丁质合酶基因具有一定的互补效应。