【摘 要】
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由禾谷镰刀菌（Fusarium graminerium）所导致的赤霉病,已经成为危害中国小麦高产稳产的主要病害,在天气条件适宜的情况下传播速度快,危害面积大,且不易防控。该病害不仅会导致小麦减产,同时病原菌在感染期间产生的DON毒素还会影响小麦质量,给我国食品安全构成了严重的威胁。前人研究发现,鸟苷二磷酸（GDP）-甘露糖转运蛋白与某些重要病原真菌的致病力和毒力相关,GDP-甘露糖转运蛋白（GMT
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由禾谷镰刀菌（Fusarium graminerium）所导致的赤霉病,已经成为危害中国小麦高产稳产的主要病害,在天气条件适宜的情况下传播速度快,危害面积大,且不易防控。该病害不仅会导致小麦减产,同时病原菌在感染期间产生的DON毒素还会影响小麦质量,给我国食品安全构成了严重的威胁。前人研究发现,鸟苷二磷酸（GDP）-甘露糖转运蛋白与某些重要病原真菌的致病力和毒力相关,GDP-甘露糖转运蛋白（GMT）在甘露糖基化之前将GDP-甘露糖从细胞质转移到高尔基体腔,然后甘露糖附着在被修饰的蛋白质上。在禾谷镰刀菌中GDP-甘露糖转运蛋白是由Fg Gmt A和Fg Gmt B基因编码,但目前尚未开展系统的功能研究。因此明确这两个基因在禾谷镰刀菌中的生物学功能及对毒素合成和致病力的调控作用,对小麦赤霉病的致病机制研究和田间防控具有重要指导意义。在本研究中,通过反向遗传学思路,利用Split-marker和PEG介导的原生质体转化方法,获得了Fg Gmt A、Fg Gmt B和Fg Gmt A＆B基因敲除突变体以及互补菌株。通过研究各缺失突变体的相关表型变化,阐明Fg Gmt A和Fg Gmt B基因在禾谷镰刀菌中的功能。主要结果总结如下:（1）与野生型菌株PH-1相比,ΔFg Gmt B和ΔFg Gmt A＆B突变体生长速度减慢,气生菌丝高度显著降低,互补菌株基本恢复到野生型菌株水平。（2）ΔFg Gmt B突变体的分生孢子产量明显增加,ΔFg Gmt A＆B突变体分生孢子产量基本正常,但两个突变体的孢子形态均正常;ΔFg Gmt B和ΔFg Gmt A＆B突变体有性生殖被阻断,无法产生子囊壳。（3）致病力测定结果表明,ΔFg Gmt B和ΔFg Gmt A＆B突变体对小麦穗、胚芽鞘、小麦叶片和玉米须的致病力都明显弱于野生型菌株PH-1,互补菌株基本恢复到野生型菌株水平。DON毒素产量测定结果表明,ΔFg Gmt B和ΔFg Gmt A＆B突变体产生DON毒素的能力明显减弱,毒素合成相关基因的表达量降低。（4）几丁质合成酶基因Fg CHS7的表达量显著降低,通过对细胞壁损伤剂表型测定,发现ΔFg Gmt B和ΔFg Gmt A＆B突变体的细胞壁敏感性增强,表明Fg Gmt B参与细胞壁合成。（5）ΔFg Gmt B和ΔFg Gmt A＆B突变体渗透压抗性减弱,甘油含量测定发现,不论是否添加Na Cl处理,ΔFg Gmt B和ΔFg Gmt A＆B突变体中的甘油含量均下降。同时ΔFg Gmt B和ΔFg Gmt A＆B突变体对异菌脲和咯菌腈的敏感性减弱。（6）Fg Gmt A能够回补酿酒酵母Scvrg4突变体菌株的表型,但是在禾谷镰刀菌株中,Fg Gmt A的缺失在生长发育、致病性以及毒素等方面并未观察到差异表型。综上所述,Fg Gmt B在禾谷镰刀菌的生长发育、致病性、应激反应以及毒素合成等方面都起了关键性作用,并可能成为针对毒力决定因素的新型抗真菌药物的潜在靶点。
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