稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引发的水稻稻瘟病是重要的水稻病害之一,易暴发成灾,该病害在水稻的整个生育期内都会发生,其流行程度因不同区域和不同年份而具有一定的差异,平均每年给全世界的水稻生产造成10%～20%的损失。该病害也是我国各水稻种植区重要的病害之一,正危害我国水稻的生产安全。目前,对该病害的防治仍以筛选培育抗病品种和化学药剂为主,但是由于该病原菌容易发生变异,抗病品种抗病性会随新的致病群体的形成而迅速丧失,而化学药剂的常年使用也会导致抗药性群体产生,导致药剂失去防治效果,因此,对于该病害的控制一直是水稻生产上一个亟待解决的重要问题,而控制稻瘟病菌危害的一个重要前提就是要了解其致病机理,这一问题的解决将对该病害的治理与控制具有重要的理论与实践意义。本实验室前期研究发现肌动蛋白actin细胞骨架调控激酶MoArk1通过调控actin细胞骨架的组装,细胞内吞作用,顶体的形成参与调控稻瘟病菌的生长,产孢及致病力。本论文主要对actin调控激酶MoArk1的三个结合蛋白MoCapA、MoCapB和MoAbp1在稻瘟病菌生长发育及致病过程中的功能进行分析,研究结果如下:为了进一步研究MoArk1及actin细胞骨架在稻瘟病菌生长发育和致病过程中的功能,本文通过Co-IP筛选了稻瘟病菌中与MoArk1互作的蛋白,并对亲和纯化筛选到的F-actin加帽蛋白MoCapA和MoCapB与actin细胞骨架调控激酶MoArk1的互作关系进行了验证,结果证明它们是相互作用的。MoCapA和MoCapB分别是actin加帽蛋白复合体的α亚基和β亚基,MoCapA具有两个actin加帽基序,MoCapB具有一个actin加帽基序。通过基因敲除获得了MoCAP 和MoCAPB的缺失突变体及MoCAPA和MoCAPB的双缺失突变体,与野生型菌株Guy11相比,突变体的生长显著减慢;产孢量显著下降,孢子形态异常多样,而缺失MoCAPA或MoCAPB和同时缺失MoCAPA和MoCAPB的表型是相同的,说明actin加帽蛋白复合体缺失了任何一个亚基都会使整个复合体的功能丧失。同时发现,突变体中actin细胞骨架组装异常,有丝分裂减慢,胞吞作用延迟,效应分子的分泌异常,细胞自噬作用延迟。MoCAP与actin相互作用,与actin共定位,调控actin细胞骨架的组装。进一步地对MoCAP的actin加帽基序进行缺失突变并进行表性分析发现,actin加帽基序缺失突变体的生长,孢子形态,致病力与MoCAP缺失突变体的相同,而MoCAP的定位由原来的actin定位模式变成了充满细胞质,而且缺失actin加帽基序后MoCAP不能与actin.互作,表明MoCAP通过actin细胞骨架调控多个细胞生物学过程参与调控稻瘟病菌的生长、产孢及致病过程。进一步研究发现,MoArk1能够通过磷酸化MoCapA的第85位的丝氨酸,MoCapB的第285位的丝氨酸调控MoCapA和MoCapB的功能。MoCAP能够响应PIP2的水平调控actin细胞骨架的组装。以上结果表明MoCAP对于稻瘟病菌细胞骨架的组装,多个细胞生物学过程及致病力都是非常重要的,且其功能受到MoArk1和PIP2的调控。对亲和纯化筛选到的actin结合蛋白MoAbp1与MoArk1的互作关系进行了验证,结果证明它们是相互作用的。MoAbp1具有三个结构域,分别是ADFH结构域和两个SH3结构域。通过基因敲除获得了MoABP 的缺失突变体,表型分析发现MoABP1缺失突变体生长减慢,致病力下降。同时,MoABP1缺失突变体actin细胞骨架组装异常,胞吞作用延迟。进一步研究发现MoAbp1参与调控MoArk1的亚细胞定位和自我磷酸化,同时参与调控环化酶相关蛋白MoCap1的定位,影响cAMP的合成。通过酵母双杂交实验发现,MoAbp1能够通过ADFH,F-SH3,E-SH3分别与MoAct1,MoArk1,MoCap1互作,而MoAbp1与actin patches共定位依赖于ADFH功能域,但MoAbp1的每个功能域对于其正常的功能都是不可缺少的。总之,MoAbp1作为一个接头蛋白将MoArk1和MoCap1招募到actin细胞骨架上,调控actin细胞骨架的组装、胞吞过程进而控制稻瘟病菌的生长发育及致病过程。综上所述,actin细胞骨架的组装在稻瘟病菌的生长发育过程中具有重要的作用,该过程中actin加帽蛋白复合体MoCAP及actin结合蛋白MoAbp1,通过actin的动态组装调控多个细胞生物学过程,从而参与调控稻瘟病菌的生长、产孢及致病过程。