香蕉是世界重要水果之一,也是我国农业经济中的重要支柱,主要种植于我国的南方各省。近年来,由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f.sp.Cubense,FOC)引起的香蕉枯萎病对我国乃至世界香蕉产业造成了极大的威胁,但对于香蕉枯萎病菌致病因子的调控机理知之甚少。香蕉枯萎病菌1号生理小种对龙牙蕉(AAB)和大蜜哈(AAA)的危害较大,而不侵染矮香蕉(Cavendish,AAA),但4号生理小种几乎能侵染所有的香蕉品种,危害极大。鉴于香蕉枯萎病1号及4号生理小种的致病能力及寄主范围的差异,筛选两个小种致病及寄主范围相关的差异基因,进而研究基因功能,为开发新的防治途径提供理论基础显得尤为重要。本研究通过基因组学及蛋白组学的比较,筛选出大量香蕉枯萎病1号及4号小种的差异基因、差异蛋白和差异分泌蛋白等,并对其进行了GO功能注释和KEGG信号通路分析。通过分析上述结果,我们从中筛选出9个处于FOC4重要信号通路中的特有基因,结合已报道的其它病原菌的10个致病相关基因进行了荧光定量PCR实验和生物信息学分析。根据实验结果,我们最终选定一个疑似引起两个生理小种致病差异的基因FOC4_g10000973,根据该基因在基因组中的注释以及NCBI中的比对结果,发现该基因编码乙酰乳酸合酶催化亚基蛋白。乙酰乳酸合酶催化亚基基因是一个长1086bp的片段,编码362个氨基酸,只有一个ORF,没有内含子,含有三个保守的功能域,分别是丙酮酸氧化酶嘧啶结合区域、焦磷酸硫氨酸酶的保守区域、焦磷酸硫胺素酶的超家族结构域。系统进化树分析表明,该基因在尖孢镰刀菌的少数种及不同属的真菌中相对保守,且蛋白相似性较高。通过相关生物信息学软件,发现该蛋白的α-螺旋、β-折叠,和环状结构在整体中分别占的比例是32.60%、14.92%、52.49%,存在螺旋卷曲结构,不稳定性较高,且与DNA有13个结合位点,是个不稳定的跨膜蛋白。以乙酰乳酸合酶催化亚基基因本身及其上下游片段设计引物,通过融合PCR及原生质体PEG转化等技术获得该基因的突变体。通过大量表型实验发现,突变体气生菌丝量增多,生长速率、产孢量下降显著,生长量差异不显著。另外,突变体对于刚果红、荧光增白剂、过氧化氢的敏感性与野生型相似。转录分析表明,突变体的乙酰乳酸合酶其他相关基因的表达量变化差异不显著。而酶活实验中,表明FOC4野生型的乙酰乳酸合酶活性最高,FOC4突变体的酶活性最低,差异均显著,且突变体对于巴西蕉的致病力大幅度下降,发病时间大幅度延长。总之,本研究为进一步研究香蕉枯萎病菌1号及4号生理小种的致病差异机理奠定了基础,同时也为香蕉枯萎病菌的防治提供一条新的思路。