小麦赤霉病（Fusarium head blight,FHB）是小麦等其他麦类作物的重要病害之一,严重降低了作物的品质和产量,引起了巨大的经济损失。由于耕作制度以及气候的改变,该病害的发病情况呈现逐年加重的趋势。禾谷镰刀菌（F.graminearum）是小麦赤霉病最主要的病原菌,其可以产生单端孢霉烯族化合物——脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol,DON）,该真菌毒素会对谷物造成重大污染,严重危及人畜的生命健康。因此,研究禾谷镰刀菌的生长发育和致病机理是防控小麦赤霉病的重要前提。囊泡运输是真核生物生命活动的基本过程,是细胞内物质运输的普遍机制。研究表明许多囊泡运输的调控子与真菌的致病性有关。在酿酒酵母和哺乳动物细胞中,小G蛋白Arl1以及它的同源蛋白调控囊泡运输、细胞骨架重组以及其他重要的生命过程。然而,Arl1蛋白在禾谷镰刀菌中的功能还未见报道。本研究通过与酿酒酵母Arl1蛋白的序列比对,从禾谷镰刀菌PH-1数据库中鉴定到一个Arl1同源蛋白XP＿011326587.1,命名为FgArl1,基因号为FGSG＿06920。研究发现,该蛋白定位于反式高尔基体（trans-Golgi network,TGN）。经过基因敲除获得突变体后,我们从生长发育、致病性以及小G蛋白活性等方面进行研究,揭示了FgArl1调控禾谷镰刀菌生长发育和致病性,主要的研究结果如下:一、小G蛋白FgArl1调控禾谷镰刀菌的生长发育（1）小G蛋白FgArl1调控禾谷镰刀菌的营养生长:相较于野生型PH-1,突变体ΔFgarl1在CM、V8、5×YEG和MM培养基上的菌落直径分别下降了约25%、10%、26%和20%,气生菌丝高度下降了约26%;菌丝分支方面,野生型和回补菌株有超过9%的菌丝出现了广泛分支的现象,但突变体ΔFgarl1广泛分支的菌丝数目占比超过了74%。（2）小G蛋白FgArl1调控禾谷镰刀菌的无性繁殖:孢子萌发方面,野生型和回补菌株在3 h的分生孢子萌发率已经高达约85%,而突变体ΔFgarl1仅有约5%的分生孢子萌发;孢子产量方面,野生型和回补菌株的孢子产量基本一致,但突变体ΔFgarl1的孢子产量明显下降,大约下降了29%;但突变体ΔFgarl1正常产生子囊壳和子囊孢子,不影响禾谷镰刀菌的有性生殖。（3）小G蛋白FgArl1调控禾谷镰刀菌对不同环境胁迫的响应:相较于野生型PH-1突变体ΔFgarl1对Na Cl、KCl和山梨醇（Sorbitol）所代表的渗透胁迫敏感性降低,对SDS和刚果红（CR）的细胞壁胁迫敏感性增加,对过氧化氢（H2O2）的氧化胁迫敏感性降低。二、小G蛋白FgArl1调控禾谷镰刀菌的致病性相较于野生型PH-1,突变体ΔFgarl1在小麦胚芽鞘和扬花期小麦麦穗中的致病性下降50%左右,DON的产量降低约37%,毒素合成相关基因TRI基因表达量下降50%左右,同时,虽然突变体ΔFgarl1不能完全阻断毒素体的形成,但在TBI诱导48 h后显著降低了毒素体的形成数目。三、小G蛋白FgArl1的活性对禾谷镰刀菌的生长发育和致病性至关重要GTP结合形式的FgArl1Q71L对于禾谷镰刀菌的营养生长和致病性发挥重要的作用,而GDP结合形式的FgArl1N126I和肉豆蔻酰化缺陷FgArl1G2A不能弥补突变体ΔFgarl1的表型和致病性的缺陷。以上结果表明,小G蛋白FgArl1调控禾谷镰刀菌正常的营养生长和致病性,并通过影响毒素体形成进而影响DON的合成。