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香蕉枯萎病菌热带4号小种Foc TR4（Fusarium oxysporum f.sp.cubense tropical race4）的爆发和大规模扩散,已重创世界香蕉产业,对热带地区人民经济收入和世界粮食安全带来直接威胁。香蕉是典型的嗜钾作物,且钾素水平可以影响其抗病能力的强弱,细胞质中高浓度K+可以限制病原菌的生长和侵染。前期研究发现Foc TR4分泌的镰刀菌酸（Fusaric acid,FSA）可以抑制香蕉细胞吸收K+。为解析该作用机理,本课题研究了钾素对Foc TR4生长发育的影响、FSA对香蕉根系钾离子累积的影响、钾离子通道蛋白MaAKT1与FSA的互作等,具体结果如下:（1）香蕉枯萎病与缺钾症状的关系:比较分析发现缺钾症状是Foc TR4外部症状的一部分,即（1）下部叶片及靠外的叶鞘先呈现特异黄化,初期在叶片边缘发生,然后逐部向中肋扩展,与叶片的深绿部分对比显著;（2）果实发育不良,品质低劣;Foc TR4分泌的FSA可以使香蕉植株黄化,钾含量降低,呈现缺钾症状,推测FSA是Foc TR4导致香蕉植株缺钾素的重要因子。（2）钾素水平与Foc TR4生长发育直接相关:利用不同浓度KCl和KNO3处理Foc TR4菌株,发现当基础培养基中无钾素时,Foc TR4难以生长;培养基中添加1-4 mmol·L-1K+浓度情况下,Foc TR4孢子化程度深、菌丝生长非常旺盛,但是当浓度高于5 mmol·L-1K+时,Foc TR4菌株生长明显开始受到抑制;植物细胞质中K+浓度可以保持在100-200mmol·L-1之间,推测降低细胞内钾离子浓度是Foc TR4成功侵染香蕉的策略之一。（3）FSA对香蕉细胞和根系组织钾元素累积有明显抑制作用:巴西蕉悬浮原生质体的悬浮液中添加20μmol·L-1 FSA和梯度浓度K+,钾离子荧光探针结果显示FSA可显著抑制香蕉细胞对钾离子的吸收;无论是正常培养还是缺钾培养香蕉组培苗,20μmol·L-1 FSA可明显抑制根系对钾离子的吸收和累积。同时测定活性氧代谢酶、防御作用相关的水解酶活性等,发现FSA能够降低酶活性。（4）MaAKT1的过表达:前期RNA-seq和qRT-PCR实验确定MaAKT1是香蕉根系中受FSA影响最大的、表达量最大的细胞膜钾离子通道蛋白基因,通过计算机模拟分子对接预测到FSA吡啶环中的N原子可与该基因编码的通道蛋白第648位的甘氨酸通过氢键互作;构建MaAKT1过表达载体,转化感病品种巴西蕉和模式植物拟南芥,植株表型分析发现该基因能够促进植株营养生长,并且转基因拟南芥对20μmol·L-1的FSA抗性明显增强,转基因香蕉的抗性正在评价中。