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小麦赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是发生在禾谷类作物上的重要病害,在全世界各个小麦产区都有发生,且在温和潮湿的地区危害最为严重。在我国,赤霉病一直是西南冬麦区、东北春麦区和江淮流域最重要的小麦病害之一。我国的小麦赤霉病的病原菌主要为亚洲镰孢菌(Fusarium asiaticum)和禾谷镰孢菌(F.graminearum)。前者主要分布于我国比较温暖潮湿的长江流域,其年平均气温在15℃以上;后者主要存在于长江流域以北的区域,其年均气温小于15℃,如河北省、山东省等。本研究以亚洲镰孢菌(F.asiaticum)野生型菌株2021和PH-1(F.graminearum)为对象,在对亚洲镰孢菌2021单孢菌株进行全基因组测序组装和分析基础上,研究了 2021菌株中的三个特有基因,即编码二氢吡啶二羧酸合成酶的FaDHDPS1、编码豌豆素脱甲基酶的FaPDA1和FaPDA2,旨在揭示其在2021菌株生长发育过程、F.asiaticum在我国区域化分布的机制,发掘其作为药靶的可能性。具体结果如下:(1)在植物和细菌体内,二氢吡啶二羧酸合成酶是天冬氨酸途径分支中合成L-赖氨酸途径的第一个酶,其作用是催化丙酮酸和(S)-ASA合成L-2,3-二氢吡啶二羧酸(HTPA)。但是,该酶的功能在真菌中还鲜有报道。FaDHDP1基因从白僵菌(Beauveria bassiana)水平转移而来。构建了FaDHDPS1基因的敲除体、回复体以及GFP标记回复体,结果表明:FaDHDPS1沿基因敲除体药敏性与出发菌株2021相比没有显著变化;FaDHDPS1基因的缺失,导致突变体细胞壁的完整性丧失,产生分生孢子数量、致病力下降、毒素相关基因表达量、菌丝体穿透能力、低温敏感性均显著下降;在MM培养基、缺碳或缺氮的MM培养基上,突变体均表现生长缺陷;在外源添加丙酮酸钠的MM培养基上,突变体生长速率加快,但菌落大小和出发菌株2021没有明显区别;该基因主要定位于细胞质的脂质中,在新生孢子中表达量很多,随着孢子的萌发,其逐渐弥散于细胞质中。(2)豌豆素脱甲基酶是由细胞色素P450超基因家族中的CYP57A家族编码,其主要作用是解毒植物产生的植物抗毒素豌豆素。分别构建了FaPDA1和FaPDA2的敲除体和回复体,两个基因敲除体在药敏性和产孢能力与出发菌株2021相比都没有显著变化。但两个敲除体的致病力下降显著,产毒量减少,毒素基因表达量下降,同时其穿透力明显下降。以上结果表明,这两个基因在亚洲镰孢菌的致病力方面有着重要作用。