黄瓜枯萎病由尖孢镰刀菌黄瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum,Foc)侵染引起,在我国各黄瓜种植区普遍发生,是制约黄瓜生产的主要病害之一。研究表明,连作条件下黄瓜枯萎病日益加重。引起这种现象的原因主要包括土壤中病原菌数量的积累、土壤理化性质的恶化、土壤微生物区系的失衡以及植物的自毒作用等。而单一寄主与病原菌长期互作,是否会导致病原菌的致病力变异,从而造成病害加重,目前的研究相对较少。本研究在建立人工病圃的基础上,连续种植抗、感黄瓜品种五茬,以黄瓜与小麦,玉米和三叶草的轮作为对照,监测连作及轮作后枯萎病菌的致病力变化,结合多核苷酸序列的系统发育分析,明确菌株的变异情况。此外,利用初始的弱致病力菌株foc-3b与寄主诱导的强致病力菌株Ra-4侵染黄瓜前、后的转录组测序分析,筛选致病力分化相关的基因。具体结果如下:(1)连作及轮作土壤中黄瓜枯萎病菌的致病力分化黄瓜连作及轮作5茬后,共分离到205株尖孢镰刀菌。上述菌株的致病力测定结果表明,连作及轮作后病原菌群体的致病力均出现明显分化。黄瓜连作后,弱与次弱致病型菌株(病情指数DI≤40)的比例从第三茬开始明显减低,而强致病型菌株(DI>60)的比例显著增多,病原菌的致病力表现出增强趋势,并且抗病品种连作后病原菌群体的强致病型菌株比例明显高于感病品种(P<0.05);但黄瓜与其他作物轮作后,病原菌群体各致病型菌株的比例无明显变化。(2)连作土壤中黄瓜枯萎病菌的群体遗传多样性分析基于TEF-1α、histone H3和IGS三个基因序列的遗传多样性及系统发育分析结果表明,连作后病原菌群体聚合为三个分支,出现明显的遗传分化,并且从抗病品种上分离到的病原菌群体的遗传多样性指数明显高于感病品种,其分化程度与连作茬次及病原菌致病力无明显相关性。(3)强、弱致病力菌株的比较转录组分析转录组测序结果表明,侵染黄瓜后,强、弱致病力菌株中分别检测到2,858和2,595个差异表达基因(DEGs)。其中550个基因在强、弱致病力菌株中均检测到差异表达,其可能参与物质代谢、蛋白质的转运,氧化还原及植物细胞壁的修饰等生物学过程;而1,146个基因仅在强致病力菌株中差异表达,其参与的生物学过程主要涉及能量代谢、物质转运、氧化还原、细胞过程调控及大分子物质的修饰等。推测这些强、弱致病力菌株共有的及强致病力菌株中特有的DEGs可能参与了病原菌的侵染及致病力分化。上述结果为连作条件下黄瓜枯萎病病害加重的原因提供了新的解释,为进一步研究黄瓜枯萎病菌致病力分化的机制奠定了基础。