菰黑粉菌（Ustilago esculenta）是专性寄生于茭白植物（Zizania latifolia）的一种活体营养型真菌,菌与茭白植物共生后能够诱导其茎部膨大形成可食用肉质茎。灰茭及雄茭的出现严重影响了正常茭白的产量,是目前田间种植茭白过程中亟待解决的问题。正常茭白茎部的菰黑粉菌主要以菌丝形态存在,被称作MT型;灰茭茎部的菰黑粉菌主要以冬孢子形式存在,被称作T型。T型在单倍体-菌丝形态转换、环境适应性以及侵染能力等多方面都显著强于MT型。植物细胞壁是抑制植物病原真菌生长发育等过程的重要限制因素,不仅可以限制菌丝在细胞间的延伸,还可以限制细胞膨大和植物肿瘤的形成。分泌细胞壁水解酶来穿透植物表皮是病原真菌常见的侵染手段之一。为了进一步探索细胞壁水解酶在黑粉菌侵染过程中的作用,以及其与正常茭白（MT型）和灰茭（T型）形成的关系,本研究对茭白植物的细胞壁组成与变化、菰黑粉菌分泌的细胞壁水解酶种类进行了分析,并针对木聚糖酶的功能展开了详细的研究。主要结果如下:1、通过HPLC法测定野茭不同部位和不同品种茭白茎部的细胞壁成分及含量发现,茭白植物细胞壁以木聚糖为主,纤维素的含量极低,细胞壁成分中含有的少量阿拉伯糖和半乳糖推测为木聚糖的侧链。T型和MT型菰黑粉菌侵染后都可以显著降低植物细胞壁中的木聚糖含量,并且T型侵染后植物细胞壁的木聚糖含量显著低于MT型侵染后。菰黑粉菌基因组共编码两个木聚糖酶基因（Xyn A和XynB）,其中XynB在侵染过程中显著上调表达,且XynB在T型菰黑粉菌中的表达量显著高于MT型。这些结果说明降解木聚糖可能在正常茭白及灰茭形成过程中具有重要作用。2、通过生物信息学分析发现,XynB蛋白序列在T型及MT型菰黑粉菌中具有一定差别。敲除XynB对T型菰黑粉菌的单倍体生活、菌丝融合没有显著影响。侵染5 d后共聚焦观察表明,突变菌株在细胞间的扩散减少。侵染93 d后,突变的T型菰黑粉菌引起的植物症状减弱,在膨大组织中可以观察到部分没有形成冬孢子的白色膨大组织。这些结果初步说明了木聚糖酶对菰黑粉菌的侵染能力有重要影响。然而目前尚不清楚XynB表达量降低与MT型菰黑粉菌诱导形成正常茭白间的关系。3、SNF1蛋白在子囊菌中是调控细胞壁水解酶基因表达的关键调控因子,猜测SNF1在菰黑粉菌中可能也起重要作用。SNF1蛋白在各个病原微生物中结构高度保守,在菰黑粉菌中也是如此。SNF1是通过感知葡萄糖糖源匮乏调控下游基因表达的,但是菰黑粉菌在缺乏葡萄糖的培养基上生长时无法诱导细胞壁水解酶相关基因表达。敲除SNF1基因对T型菰黑粉菌的单倍体生活、菌丝融合没有显著影响。但是侵染5 d后共聚焦观察结果表明,突变菌株主要以单倍体形式存在,菌丝扩散较少。由此可以推测,SNF1与菰黑粉菌侵染能力有关。但菰黑粉菌SNF1通过何种方式调控相关基因表达有待进一步研究。综上所述,本文研究结果为研究菰黑粉菌穿透细胞壁分子机制奠定理论基础,对茭白的优质高效生产具有重要意义。