水稻稻曲病是由稻曲菌(Ustilaginoidea virens)侵染引起的水稻穗部病害,研究其致病机理对研究植物与病原物的互作机制和寻求新的化学防治靶标具有重要意义。本研究对稻曲菌UvustA、UvPmk1和UvCDC2基因进行了功能分析,主要研究结果如下:1.为了验证UvustA是否参与稻曲菌素A合成,对UvustA基因进行了敲除和互补,研究结果表明敲除和互补转化子在菌落生长速度、产孢量和对水稻晚籼98的致病力上与野生型菌株均无显著差异。采用LC-MS对野生型菌株、敲除突变体和去除UvustA信号肽的突变体侵染水稻形成稻曲球中的稻曲菌素A进行定性分析,检测结果表明在野生型菌株接种形成的稻曲球中存在稻曲菌素A,而在敲除突变体以及去除UvustA信号肽的突变体接种形成的稻曲球中均未检测到稻曲菌素A的存在;通过信号肽预测、融合蛋白表达定位及western bloting分析发现,UvustA为分泌蛋白,可以分泌到胞外,推测基因UvustA参与稻曲菌素A的形成,但与稻曲球形成无关。2.对UvPmk1基因的功能分析结果表明,UvPmk1基因的缺失导致稻曲菌产孢量明显下降,对渗透胁迫、细胞壁完整性方面表现出更高的耐受性。敲除突变体接种孕穗期水稻晚籼98后,在颖壳外表面的菌丝很少,不能扩展至颖花内部侵染颖花形成稻曲球。而野生型和互补转化子接种后,水稻发病率达到90%,平均每穗病粒数分别为35.7和28.4。该结果表明UvPmk1基因对稻曲菌产孢和致病都具有一定的调控作用。3.对UvCDC2基因的功能进行了分析,与野生型相比UvCDC2基因的敲除转化子在菌落形态、生长速率及孢子形态方面没有明显的差异,但产孢量下降75%,对不同的环境压力的耐受力增强。敲除转化子的孢子菌丝混合液接种水稻晚籼98后不能形成稻曲球。互补转化子在生长表型、抗逆性与致病力方面与野生型相比无明显差异。该结果表明UvCDC2基因参与稻曲菌产孢和致病。