水稻是广泛的种植的全球性粮食作物,在我国的种植面积约占全国耕地面积的1/4,产量占全国粮食总产量的40%左右,全国约60%人口以稻米为主食。由稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引起的稻瘟病是水稻上最重要的病害之一,每年给我国造成30亿公斤的稻谷损失,严重威胁我国乃至世界粮食安全,同时稻瘟病菌还影响稻米的品质和商品价值。目前稻瘟病的防治主要以选育抗病品种为主,科学栽培并辅以化学保护的综合治理措施。但是,稻瘟病菌极易发生变异,导致田间产生抗药性、抗病品种抗性丧失,如何长期有效地控制稻瘟病始终是困扰世界各国的一个难题。因此,深入研究稻瘟病菌致病的分子机制,可望为设计并开发新的杀菌剂提供候选靶标,同时为控制稻瘟病的危害奠定理论基础。本文主要对PP2A类似的蛋白磷酸酶Ppe1与其互作蛋白及COPII囊泡运输在稻瘟病菌生长发育及致病过程中的功能进行了研究,主要研究结果如下:一、蛋白磷酸酶MoPpe1与其互作蛋白MoSap1控制稻瘟病菌生长与致病力的机制研究。本实验室前期发现促分裂原活化蛋白激酶MoMkk1调控稻瘟病菌的生长、产孢和致病性等过程,为了进一步阐明MoMkk1的致病机制,本文采用亲和纯化方法在稻瘟病菌中鉴定到MoMkk1的互作蛋白MoPpe1,该蛋白是酿酒酵母中的丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶Sit4/Ppe1的同源蛋白。对该蛋白编码基因的敲除突变体进行分析,发现MoPpe1在病菌营养生长、产孢和全毒力中具有重要作用。我们进一步发现MoPpe1与其结合蛋白MoSap1相互作用形成一个复合物,正调控该病菌的生长、产孢与致病力。同时,我们发现MoPpe1-MoSap1相互作用整合细胞壁完整性（cell wall integrity,CWI）信号和雷帕霉素信号途径（Target of Rapamycin,TOR）,MoPpe1和MoSap1作为连接CWI和TOR信号传导的衔接复合物行使功能,并且激活TOR途径会抑制CWI信号的传导,导致附着胞功能和致病性的缺陷。营养饥饿诱导下,TOR信号受到抑制,而CWI信号途径被激活,附着胞穿透率和侵染能力显著上升,表明在稻瘟病菌侵染早期,外界营养环境对稻瘟病菌的侵染具有显著的影响。二、蛋白磷酸酶MoPpe1的互作蛋白MoTip41调控稻瘟病菌的细胞壁完整性与致病力的机制研究。本文鉴定到MoPpe1的互作蛋白MoTip41,发现MoTip41可以干扰MoTap42与MoPpe1的相互作用,降低MoTap42对MoPpe1的抑制作用,从而来激活MoPpe1,激活CWI途径,从而正调控稻瘟病菌附着胞萌发时糖原的转移、脂质的降解和细胞自噬,最终促进稻瘟病菌的侵染。这些发现丰富了我们对CWI和TOR信号在调节稻瘟病菌生长发育和致病性中的作用的认识和理解。三、COPII囊泡受体Erv蛋白调控稻瘟病菌发育与致病力的机制研究。本实验室前期发现bZIP转录因子MoHac1介导的非折叠蛋白应答（unfolded protein response,UPR）途径参与稻瘟病菌的生长与致病过程,本文采用EMSA（electrophoretic mobility shift assay）方法证实MoHac1可结合UPR途径的6个靶基因ERV的启动子区域。而在酿酒酵母中,Erv蛋白是COPII囊泡上一类保守的跨膜蛋白,主要识别特定的货物蛋白,然后将货物包装入囊泡,最后将货物蛋白从内质网中运输到高尔基体。采用基因敲除方法获得了这些ERV基因缺失突变体,对这些突变体进行了一系列研究,结果显示,ΔMoerv14突变体的生长速率较野生型明显减慢,同时突变体产孢和致病能力显著降低,ΔMoerv29突变体生长速率较野生型无明显变化,但气生菌丝明显稀薄,而且不能够产生分生孢子,致病能力下降。其他4个EVR基因缺失突变体没有表型的表现型。进一步研究表明,MoErv14在稻瘟病菌功能性附着胞的形成中具有至关重要作用,而MoErv29影响质外体效应分子和胞外漆酶的分泌,从而参与抑制寄主活性氧的产生和清除,从而调控病菌抑制寄主防卫反应。综上所述,本文揭示了 MoMkk1-MoPpe1-MoSap1相互作用协调TOR和CWI信号途径在稻瘟病菌的生长和致病性中的作用机制,同时解析了ERV家族基因调控的囊泡运输在稻瘟病菌的生长发育和致病过程中的生物学功能。上述结果为揭示稻瘟病菌的致病机理提供了试验依据,也为新药剂的开发提供了潜在的靶标。