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近年来,随着马铃薯种植面积的不断增加,马铃薯炭疽病(Potato Black Dot)越来越严重,引起马铃薯植株的早死和贮藏期薯块的大量腐烂,已成为马铃薯的主要病害之一。本研究采用PEG诱导原生质体转化的方法,借助ITS序列用GFP基因标记马铃薯炭疽病菌后观察其侵染过程,研究马铃薯在炭疽病菌胁迫下基因的差异表达情况,取得以下结论:1、马铃薯炭疽病菌的绿色荧光标记利用定点突变改造马铃薯炭疽病菌ITS序列后,构建了两侧含有ITS序列的GFP标记载体pITGH,通过同源重组法将hyg B::gfp基因标记到球炭疽菌的ITS序列上,获得稳定表达的转化子C-106、C-163和C-168,提取转化子的基因组DNA,经PCR扩增后,电泳检测到400bp的gfp基因预期片段,经测序表明gfp基因已整合至球炭疽菌基因组DNA中。2、转化子的生物学特性采用常规方法测定转化子的生物学特性,发现绿色荧光蛋白gfp基因的转化对球炭疽菌的菌落形态、生长速度和致病性等无影响,pH值对转化子的菌丝生长无影响,转化子在pH值为4~12的PDA培养基上均可生长,最适pH值为8。3、球炭疽菌对马铃薯的侵染过程将荧光标记菌株C-168接种于马铃薯茎秆和块茎,分别取样于荧光显微镜下观察其侵染马铃薯的过程,发现球炭疽菌菌丝在寄主茎秆组织中沿着细胞壁向相邻细胞进行延伸,且在维管束细胞中延伸速度最快,其次为周皮细胞和表皮细胞,在髓部细胞中最慢;在马铃薯块茎细胞中,菌丝沿着细胞壁向四周相邻细胞延伸,随着侵染时间的延长,菌丝交织呈网状裂解细胞结构,不断沿着细胞间隙向周围细胞延伸。4、马铃薯在球炭疽菌胁迫下的基因表达谱分析将球炭疽菌接种于马铃薯后,采用RNA-Seq技术进行测序,发现共有2936个基因发生差异表达,其中上调基因1 492和下调基因1 444。差异表达基因经过注释后GO功能分为3类,在生物学过程(biological process)中主要有刺激反应、应激反应和碳水化合物代谢过程等;在分子功能(Molecular Function)中主要涉及水解酶活性-作用于糖基键,裂解酶活性和四砒咯结合等;在细胞组成(cellular component)中主要有细胞外围、外区和外部封装结构等。差异表达基因显著性富集于24条Pathway,主要通路包括代谢途径、苯丙烷代谢途径、次生代谢产物的生物合成途径、光合作用-天线蛋白及淀粉和蔗糖代谢途径等。分析获得19个连续性共表达差异基因参与显著性富集代谢途径,包括次生代谢产物的生物合成、苯丙烷代谢途径和淀粉和蔗糖代谢途径等,均表现为下调表达。植物与病原物互作途径为非显著性富集代谢途径,涉及的差异表达基因有158个,其中有5个为连续性共表达的差异基因,1个上调表达,2个下调表达,2个先下调再上调表达。