稻曲病是水稻穗部的真菌病害，该病害已成为水稻的主要病害之一，严重威胁水稻安全生产。本实验室前期利用农杆菌介导的遗传转化方法(ATMT)构建了稻曲病菌的T-DNA插入突变体库，从该库中筛选到一株丧失产孢能力且致病性减弱的菌株B2510。经鉴定该突变体菌株中T-DNA以双拷贝形式插入，其中一个插入位点是Uv8b1386(编码RasGTP酶激活蛋白UvGap1)的启动子区域。在前期研究基础上，本研究主要针对UvGap1介导的RAS信号途径(稻曲病菌有两个RAS蛋白，UvRas1和UvRas2)及下游的cAMP(环磷酸腺苷)途径的相关基因蛋白激酶A(UvCpka)和腺苷酸环化酶相关蛋白(UvCap1)以及MAPK(mitogen-activated protein kinase)信号途径的骨架蛋白UvSte50展开功能研究，主要研究结果如下:
　　1、初步分析稻曲病菌RasGTP酶激活蛋白UvGap1的功能。采用CRISPR-Cas9系统对稻曲病菌目标基因进行敲除，利用PEG(聚乙二醇)介导的原生质体转化方法，将UvGAP1、UvRAS1和UvRAS2的CRISPR-gRNA载体和同源重组载体共同转化到稻曲病菌野生型菌株P1中，经过筛选后，得到UvGAP1的基因敲除突变体，但未得到UvRAS1和UvRAS2的基因敲除突变体。通过分析基因UvGAP1、UvRAS1和UvRAS2在稻曲病菌侵染阶段的表达水平发现，UvGAP1和UvRAS1在接种3天后表达量最高，UvRAS2在接种2天后表达量最高。分析△Uvgap1相关表型发现，UvGAP1对稻曲病菌生长和分生孢子产生无显著调控作用，但基因缺失突变体完全丧失致病能力，说明该基因是稻曲病菌致病过程的必需因子。回补UvGAP1至突变体中则恢复其致病能力。
　　2、初步分析稻曲病菌蛋白激酶AUvcpka和腺苷酸环化酶相关蛋白Uvcap1的功能。利用CRISPR-Cas9方法对UvCPKA和UvCAP1进行敲除，获得相应的基因缺失突变体。对突变体的表型研究发现，△Uvcpka在菌丝生长方面与野生型菌株无显著差异，但接种水稻穗部后只形成极少数的稻曲球，提示UvCPKA在稻曲病菌致病过程是必需的;△Uvcap1相较于野生型菌株，菌丝生长减慢，分生孢子产量减少，接种水稻穗部后仍可正常形成稻曲球，说明UvCAP1主要参与调控稻曲病菌菌丝生长和分生孢子产生过程。
　　3、初步分析稻曲病菌中MAPK途径骨架蛋白Uvste50的功能。同样利用CRISPR-Cas9技术获得UvSTE50的基因敲除突变体。表型分析发现△Uvste50在菌丝生长和分生孢子产生方面与野生型菌株没有显著差异，但田间接种实验显示△Uvste50完全丧失致病能力。酵母双杂交实验发现UvGap1、UvRas1和UvRas2之间存在两两相互作用，同时UvSte50、UvRas2和UvCap1之间也存在两两相互作用;UvRas1与UvCap1之间也存在相互作用。上述结果表明UvGap1介导的Ras信号通路与下游cAMP和MAPK途径的致病相关蛋白关系密切，共同调控稻曲病菌生长发育和致病过程。本研究对于揭示稻曲病菌致病过程中的信号转导途径有重要价值，也为科学合理地制定稻曲病的防治方案提供了理论依据。