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小麦茎基腐病是一种由多种病原引起的世界性土传病害,近年在我国主要小麦产区黄淮麦区的发生普遍,为害逐年加重,已经成为小麦生产上的严重问题。经本课题组系统研究发现,假禾谷镰刀菌(Fusarium pseudograminearum)分离频率高,致病力强,是黄淮麦区小麦茎基腐病的优势病原菌。在侵染过程中,假禾谷镰刀菌孢子发芽形成芽管,顶端膨大形成类似稻瘟菌的足型附着孢和细侵染钉,侵染菌丝在寄主细胞内扩展定殖,同时在小麦茎秆中产生高浓度的类似于禾谷镰孢菌的DON毒素,目前,国内外对该病原菌的致病分子机理研究较少。甘露糖转移酶是一类参与蛋白质N-糖基化途径的关键酶,一些研究发现N-糖蛋白不仅影响多肽的机构、生物活性、限定糖基结合物与其他蛋白、大型分子复合物以及细胞等物质的黏膜性状,还参与细胞识别和分子识别。在稻瘟菌中,敲除α-1,3-甘露糖转移酶严重抑制次生侵染菌丝的发育,突变体在侵染寄主时引起寄主强烈的活性氧生成,扩展定殖受抑制,致病性显著降低,由其介导的效应子糖基化作用是突破寄主防御反应的关键。其在尖孢镰刀菌甜瓜专化型中的同源基因因T-DNA插入突变体则完全丧失对寄主的致病性(未发表)。但甘露糖转移酶在假禾谷镰刀菌中生理功能及在致病过程中的作用尚不清楚。作者基于假禾谷镰孢菌侵染小麦的转录组数据,分析了编码α-1,3-甘露糖转移酶的同源基因FpALG3侵染诱导上调表达,推测其可能在侵染过程中发挥相似的功能。采用Split-Marker基因敲除方法,获得了假禾谷镰孢菌△fpalg3缺失突变体。与野生型WZ-8A和异位插入突变体菌株比较,突变体△fpalg3在PDA平板上菌落形态不规则,色素沉淀呈黄色。不仅菌丝的扩展状态不同,而且生长速率上存在极显著差异。进一步采用菌饼直接接种大麦叶片、分生孢子悬浮液定量接种小麦胚芽鞘和小米培养物土壤接种方法测定了该突变体的致病性,发现突变体△fpalg3的致病性显著下降。关于突变体△fpalg3的互补、FpALG3-GFP融合蛋白的定位和FpAlg3糖基化靶标的筛选和鉴定等实验正在进行当中。