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由稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是水稻上的主要病害之一,每年都会给水稻产量带来巨大的损失。稻瘟菌是一种半活体营养型病原真菌,在活体营养阶段不仅要面对来自寄主的抗病防卫反应,还要应对营养缺乏带来的威胁。氨基酸是重要的氮源,其不仅能作为合成蛋白质的原料,也能代谢用于其他生物进程。本实验室前期研究发现天冬氨酸代谢通路可能参与了稻瘟菌的致病过程,本研究拟针对这一科学问题,从稻瘟菌对氨基酸的利用方面研究天冬氨酸代谢通路的关键基因在稻瘟菌生长、发育以及致病方面的作用,为全面解析稻瘟菌的致病机制奠定理论基础。生物体内的天冬氨酸代谢通路参与了多种氨基酸的生物合成,无论是在植物还是在人体中都起着重要的作用。天冬氨酸半醛脱氢酶(ASD)是天冬氨酸代谢通路的中间合成酶类,实验室前期研究发现ASD的缺失影响了稻瘟菌的致病性,初步说明了天冬氨酸代谢通路在稻瘟菌致病过程中的作用。天冬氨酸转氨酶(GOT1)处于天冬氨酸代谢通路的起始环节,为了进一步确认天冬氨酸代谢通路在致病过程中的作用,我们选择GOT1为研究对象,并得到如下结果:1.敲除突变体ΔGOT1同野生型稻瘟菌相比生长速率减缓,菌落黑色素变浅。2.ΔGOT1的产孢能力以及附着胞形成率有所下降。3.ΔGOT1的致病性有所减弱,通过水稻叶鞘侵染实验观察到ΔGOT1的侵染菌丝在植物细胞里的生长速度比野生型稻瘟菌缓慢。基因表达量分析表明,稻瘟菌GOT1基因的表达量在侵染后的72h内呈现上调趋势,进一步显示了GOT1基因的表达与稻瘟菌致病性的关联。4.通过在培养基中分别添加H2O2、NaCl、刚果红和SDS后发现H2O2能明显抑制ΔGOT1的生长,但NaCl、刚果红和SDS对ΔGOT1生长的影响并不明显。5.当以天冬氨酸或者天冬酰胺作为培养基唯一氮源时,和野生型稻瘟菌相比ΔGOT1生长极其缓慢,而以NH4+、NO3-、谷氨酰胺以及其他氨基酸作为培养基唯一氮源时,ΔGOT1和野生型稻瘟菌的生长速率没有明显差异。上述结果说明GOT1与稻瘟菌的菌丝生长、黑色素合成、对ROS的抗性、分生孢子的形成、附着胞的形成以及致病性相关,除此之外还导致稻瘟菌无法利用天冬氨酸和天冬酰胺作为氮源。由于GOT1处于天冬氨酸代谢通路的起始阶段,因此本研究证明稻瘟菌天冬氨酸代谢通路参与了稻瘟菌的致病性发育过程。