稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病(rice blast disease)是世界水稻产区最重要的病害之一。由于该病的经济和社会重要性,以及稻瘟病菌在培养和遗传上的可操作性,稻瘟病菌已逐渐成为研究丝状真菌分子生物学和致病机理的模式真菌。尽管如此,对稻瘟病菌的致病分子机理仍不够清楚,本文主要研究了麦角甾醇生物合成途径的关键酶和cAMP-PKA信号途径下游转录调节子在稻瘟病菌形态分化和致病过程中的作用,取得以下结果：1.MoCYP51A在稻瘟病菌产孢、致病以及在对DMI类药剂的敏感性中起重要作用。麦角甾醇调控细胞膜的流动性和渗透性,是真菌细胞生存所必需的,而甾醇14-α去甲基化酶(Cyp51)则是甾醇合成途径中的关键酶。生物信息学分析发现,稻瘟病菌基因组中含有2个与酵母CYP51(ERG11)同源的基因MoCYP51A和MoCYP51B,分别编码假定的14-α去甲基化酶。MoCYP51A基因的缺失突变体(Δmocyp51A)的营养生长和菌落形态与野生菌株Guy11没有明显差异,但产孢和致病力均下降。然而,MoCYP51B基因缺失突变体(△mocyp51B)的表型与Guy11类似。实验表明,△mocyp51A突变体对甾醇去甲基化抑制剂类(DMI)的杀菌剂高度敏感,而△mocyp51B突变体对该类杀菌剂的敏感性没有明显变化。外源添加DMI类的杀菌剂能明显诱导MoCYP51A和MoCYP51B的表达。进一步细胞内蛋白定位分析发现,MoCyp51A主要定位于菌丝和分生孢子的细胞质中。当用DMI类杀菌剂诱导处理时融合蛋白MoCyp51A-GFP的表达量明显增高,且荧光主要出现在液泡中,这与用强启动子过表达MoCYP51A-GFP的结果一致。上述结果表明,MoCYP51A对稻瘟病菌的产孢、致病力和对DMI类药剂的敏感性起重要作用。此外,稻瘟病菌基因组中含有3个与酵母ERG6(编码24-C-甲基转移酶)同源的基因,分别为24C-SMTA、24C-SMTB和24C-SMTC。实验证明,这些基因的单基因缺失突变体的形态、致病性等表型没有明显变化。实验还发现,融合蛋白24C-SmtA-GFP表达量很高,荧光出现在液泡内及各种膜结构上。2.通过筛选稻瘟病菌T-DNA插入突变库,鉴定了2个新的致病相关基因：MoSOM1和MoCDTF1。为了发掘新的致病相关基因,更深入的了解稻瘟病菌与寄主植物互作的机制,我们建立了T-DNA插入突变体库,从中筛选有致病缺陷的突变体,鉴定相关的突变基因。通过大规模的插入突变体库筛选,得到5个有致病缺陷的稻瘟病菌突变体,成功获得了T-DNA插入位点的侧翼基因组DNA序列信息,并从中鉴定了2个新的稻瘟病菌致病相关基因：MoSOM1和MoCDTF1。基因敲除和互补实验表明,它们在稻瘟病菌产孢、附着胞形成、细胞壁分化、黑色素沉积和细胞表面疏水性等方面起着关键作用。Δmosom1(?)(?)Δmocdtf1突变体均不能产生分生孢子、子囊和子囊孢子,菌丝经诱导后也不能形成附着胞,同时丧失对感病大麦和水稻叶片的致病能力。此外,Δmosom1(?)(?)Δmocdtf1突变体的生长速度不同程度地减慢、黑色素减少、表面疏水性显著降低,尤以前者的表型改变更为显著。3. MoSoml分别与MoCdtf1和APSES转录因子MoStu1互作,作用于cAMP-PKA信号途径下游,调控稻瘟病菌形态分化和致病性。酵母双杂交实验表明,MoSom1分别与MoCdtf1和APSES转录因子MoStu1(Mstu1)有很强的互作。在酿酒酵母中,F1o8是cAMP-PKA信号途径的转录因子,直接作用于PKA的催化亚基Tpk2(CpkA)的下游,有趣的是,在外加cAMP的条件下,稻瘟病菌MoSom1与CpkA也有微弱的互作。进一步的研究发现,尽管MoSom1与酿酒酵母Flo8的氨基酸同源性很低,但MoSOM1基因可以互补酿酒酵母flo8突变体的表型缺陷,使其恢复单倍体阶段的侵染(侵入培养基)生长和二倍体阶段的假菌丝生长。另外,qRT-PCR分析表明,在Δmac1和ΔcpkA突变体中MoSOM1和MoCDTF1的表达水平显著降低。上述实验结果充分证明MoSom1与MoCdtf1和APSES的转录因子MoStu1互作,作用于cAMP-PKA信号途径下游。4. MoSom1与MoCdtf1的结构域对其功能至关重要,而且赤霉病菌基因FgSOM1可以互(?)(?)Δmosom1突变体的表型缺陷。GFP融合蛋白MoSoml-GFP和MoCdtf1-GFP都定位于稻瘟病菌细胞核中。点突变实验证实了MoSom1和MoCdtf1中的核定位信号对于蛋白的亚细胞定位及生物学功能起着重要作用。与酵母转录因子Flo8类似,MoSom1也含有LisH结构域,而MoCdtf1则含有一个ZnF_C2H2结构域,实验证明这些结构域不仅与蛋白生物学功能有关,而且还可影响蛋白的细胞核定位。另外,通过转录表达谱分析发现,MoSOM1基因的缺失可导致多个致病相关基因(如MPG1、COS1、MoRIC8、MAC1、CPKA)表达水平的变化。另外,本研究还发现赤霉病菌的MoSOM1同源基因(FgSOMl)可以互补Δmosoml突变体的各种表型缺陷,说明在植物病原真菌中MoSOMl同源基因可能是功能保守且十分重要的。