梨（Pyrus spp.）是世界上主要果树之一,黄冠梨作为主栽和主要贮藏品种在梨产业发展中起着重要的积极作用。自2016年,在河北肃宁、深州、辛集等地贮藏期的黄冠梨中开始零星发现一种新病害,2018年,该未知病害发生率高达10%,有的甚至达到20%,给梨贮藏企业造成较严重的经济损失。作为一种新病害,其病原、生物学特性以及致病机理均尚未见报道,导致无法提出针对于生产的新病害防控技术规程。因此,本文以阿太菌果腐病为研究对象,采用植物病理学与分子生物学相结合的技术手段,开展了病害发生情况调查、病原菌种类鉴定、病原菌生物学、病原菌全基因组测序及比较基因组学分析、病原菌与寄主的互作机制、种质资源对病原菌的抗性评价以及室内药剂毒力测定等研究工作。主要研究结果如下:1.首次研究证实梨采后阿太菌果腐病为世界范围的一种新病害,其致病菌为Athelia bombacina。阿太菌果腐病的主要症状特点为发病初期,果面形成浅褐色圆形小斑点,可呈多点分布。后病斑逐渐扩大,呈圆形或椭圆形规则性病变且病部伴有凹陷。切开病部果皮,可见病部果肉形成明显空腔,病部果肉与周围健康果肉不易分离,后期多个病斑融合为一体,整个果实表面布满白色菌丝,可闻到浓厚的菇香味。有时可见大量子实层体分布在病部果实,最终导致果实塌陷皱缩,高湿条件下病斑可快速扩展造成整个果实腐烂。通过对病原菌的分离、纯化、形态学观察、致病性测定以及ITS序列系统发育分析,综合认为,引起黄冠梨贮藏期病害的病原菌为A.bombacina,属于担子菌门,伞菌纲,伞菌亚纲,阿太菌目,阿太菌属,这是世界范围首次报道该病原菌可引起采后果实病害。A.bombacina除可侵染梨外,还可侵染苹果、草莓、樱桃、油桃、桃、杏和枣等,但不侵染蓝莓、葡萄、橙子和猕猴桃等,对山楂、桔子和柚子的侵染能力较弱,且对桔子和柚子的侵染仅限于果皮,不深入到果肉组织中,A.bombacina对不同梨、苹果品种的侵染能力差别较大。2.系统研究了A.bombacina的生物学。A.bombacina菌丝生长的最佳培养基为PDA,最佳生长温度为25℃,最佳pH为7,最佳碳源为葡萄糖,最佳氮源为谷氨酸,暗处理有利于菌丝生长,菌丝致死温度为54℃,10 min;担孢子最佳萌发温度为20℃,最佳pH为6,最佳碳源为葡萄糖,光照对孢子萌发影响不明显,担孢子致死温度为52℃,10 min。通过对不同条件下孢子生成量研究,该菌的孢子产生最佳培养条件为:培养基配方为燕麦15g、琼脂15 g、葡萄糖10 g、甘氨酸2 g、CaCO₃0.5 g、NaCL2 g、水1000mL,调pH为6。将A.bombacina接种至上述培养基中,保持培养环境湿度为95%以上,避光培养3-5 d后,将培养温度调至5℃,培养2–3d后,重新将培养温度调至20–25℃,并进行光照培养3–5 d,即能产生大量形态一致、成熟度一致的担孢子,担孢子的有效诱导为后期发病机制研究奠定了基础。3.首次对A.bombacina进行了全基因组测序,获得了高质量的真菌基因组精细图谱,并进行了比较基因组学分析。优化了A.bombacina原生质体的制备条件为1.5%的溶壁酶酶解时间2.0 h,并获得与原始菌株具有同等致病力的单核化菌株,其杂合率约为0.00%,属于简单基因组,达到后续基因组精细图构建的样品评估要求。对A.bombacina进行了全基因组测序,获得了高质量的真菌基因组精细图谱,得到15个Scaffolds和15个Contig,总长度为27 661 196 bp,GC含量为48.91%,N50长度为2 943 476bp,N90长度为1 878 669bp,最长片段为3 843 316 bp。A.bombacina ABD-3菌株的基因序列被KOG成功注释基因为4 879个,被GO数据库成功注释蛋白2 807个,被KEGG数据库成功注释的蛋白为3 116个,被NR数据库成功注释的蛋白有8 974个,其中与Moniliophthora roreri（小皮伞菌）相关性最高。被CAZyme数据库成功注释的蛋白共有501个,且GHs蛋白家族的基因数目所占比率最高,为45.91%,其中,GH16、GH18、GH5以及GH43等4个基因家族在GHs中所占比率较高。被PHI数据库注释得到基因数为2 379个,对排名前20的基因进行分析,其功能主要包括β-1,3葡聚糖合成酶、蛋白激酶、ABC转运蛋白、脂肪酸合成酶、转录因子、假定组氨酸传感器激酶、几丁质合成酶以及驱动蛋白等8种,其中,以ABC转运蛋白最多。信号肽、跨膜蛋白及分泌蛋白预测结果表明,A.bombacina中包含909个信号肽、1 658个跨膜蛋白以及622个分泌蛋白。对该基因组与其他担子菌担子菌（Pleurotus ostreatus、Gymnopus luxurians）、子囊菌（Sclerotinia sclerotiorum）等3个参考物种基因组进行比较基因组学分析,A.bombacina ABD-3菌株参与家族聚类的基因为8 429个,基因家族总计为6 502个,其中,特有的基因家族为310个。A.bombacina与G.luxurians（裸脚伞菌）聚为一支,另一个与之距离较近的S.lacryman为木腐菌,具有较强的腐朽能力。测序样品基因组A.bombacina与G.luxurians、P.ostreatus之间有较多的同源基因,与S.sclerotiorum之间同源基因较少,与S.cerevisiae物种关系较远。4.初步明确了阿太菌果腐病菌与果实间的互作机制。通过对阿太菌果腐病菌A.bombacina的致病机制研究发现,A.bombacina发酵液可产生可溶性糖、草酸以及漆酶、中性木聚糖酶以及多聚半乳糖醛酸酶等纤维素降解酶类。通过转录组数据结合WGCNA,差异基因主要与分泌蛋白、脂肪酸生物合成有关。其中,漆酶（EVM0009242和EVM0009399）和羧酸转运蛋白（EVM0004659）均上调表达,而草酸脱羧酶（EVM0000475）、α/β水解酶（EVM0002205和EVM0008349）、角质酶（EVM0008288）以及乙酰辅酶A合成酶样蛋白（EVM0009617）均下调表达。通过对果实抗阿太菌果腐病菌A.bombacina的抗性机制研究发现,与对照相比,接种A.bombacina后,果实中丙二醛（MDA）含量不断增加;过氧化氢酶（CAT）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）以及过氧化物酶（POD）在后期活性显著增强。通过转录组数据结合WGCNA,筛选出差异表达基因主要与次级代谢物生物合成、氨基酸代谢、苯丙素类生物合成、病原物与寄主互作相关通路有关。其中,果实接种A.bombacina后,过氧化氢诱导蛋白基因、WRKY转录因子、β-葡萄糖甘酶基因以及天冬氨酸转移酶基因等4个基因均上调表达,而抗病蛋白基因在接种初期下调表达,多效耐药蛋白在接种不同发病阶段下调表达。因此,初步认为A.bombacina产多糖有利于病原菌获取足够营养物质和附着于果实表面,产漆酶、中性木聚糖酶以及多聚半乳糖醛酸酶等纤维素降解酶类和毒素物质草酸利于病原菌侵入果实内部。在此过程中,果实通过CAT、PAL以及POD等防御酶活性的增强来抵御病原菌侵染,相应基因获得高表达。而在A.bombacina成功破坏果皮组织后,细胞膜透性遭到损伤,果实中丙二醛含量显著增加,内含物外渗,进一步加快了A.bombacina对果实的侵染速率。5.建立了不同梨、苹果种质抗阿太菌果腐病菌的抗性评价技术体系,筛选出对阿太菌果腐病菌的有效药剂。聚类分析法和平均病斑直径法（AD法）2种评价方法均可将梨和苹果种质划分为高抗（HR）、抗（R）、中抗（MR）、感（S）和高感（HS）5类。梨和苹果种质分别以欧式距离为14.0和10.0作为最佳聚类分割点,与AD法相比,聚类分析能够更加科学地将其划分类别,总体上看,梨抗病种质较少,HR种质仅占2.5%,而苹果HR种质所占比率达到20%以上,梨、苹果种质的抗性与熟期和所属种的类别无明显关系。A.bombacina菌丝对戊唑醇、腈菌唑、苯醚甲环唑、氟硅唑以及三唑酮等三唑类杀菌剂较敏感,对多菌灵和甲基硫菌灵等苯并咪唑类以及百菌清、克菌丹等广谱性杀菌剂不敏感。最终根据毒力回归方程筛选出有效药剂为戊唑醇、腈菌唑、咯菌腈和噻呋酰胺对A.bombacina菌丝抑制效果最好,EC₅₀分别为0.027、0.048、0.054、0.095 mg·L^-1。