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小麦赤霉病(Fusarium head blight)已成为威胁小麦生产和粮食安全的最重要病害之一。该病可由多种镰刀菌(Fusarium spp.)引起,其中最主要的是禾谷镰刀菌(F.graminearum sensu stricto)和亚洲镰刀菌(F.asiaticum)。禾谷镰刀菌是最早被基因组测序的病原真菌之一,其基因组相对较小(36.1 Mb),重复序列含量也非常少,非常适合于开展比较基因组学和重测序研究。已测序的禾谷镰刀菌是分离自美国密歇根的PH-1菌株。中国作为受赤霉病影响最大的国家,目前还没有关于赤霉病菌基因组测序的报道,此外,在亚洲和中国引起赤霉病的优势种是亚洲镰刀菌。为此,本研究对分离自河南郑州(HN.z6)、洛阳(HN9-1)和陕西杨凌(LY-1)的3个禾谷镰刀菌菌株进行了基因组重测序分析,并对分离自江苏靖江(GJ33)和福建建阳(FJ1-38)的2个亚洲镰刀菌菌株进行了基因组测序分析。基因组组装结果表明,2个亚洲镰刀菌均为36.9 Mb,平均基因组覆盖度约48X,Nso分别为2.6和1.6 Mb。全基因组比较显示,亚洲镰刀菌和禾谷镰刀菌PH-1基因组具有高度的共线性,但也在个别基因组位置上存在序列重排,整体上,二者的平均核酸相似性达97%。单核苷酸多态性(SNP)分析发现,2个亚洲镰刀菌菌株之间具有10.1万个SNP位点,而3个禾谷镰刀菌菌株HN-Z6,HN9.1,LY.1与参考基因组PH-1相比,分别具有7.5,7.4,9.9万个SNP位点。相比其他3个禾谷镰刀菌,杨凌菌株LY-1具有的特异性SNP位点最多,为5.1万,而其他3个菌株一般在2.1~2.7万之间。分析SNP位点在基因组中的分布情况后发现,赤霉病菌基因组具有明显的变异热点区域,SNP主要分布在近端粒区和其他一些离散的基因组区段内。进一步分析发现,SNP富集区主要富含致病相关基因,包括次生代谢相关基因、分泌蛋白基因和在植物侵染中特异表达的基因等。特别是分泌蛋白基因的分布与SNP位点的分布高度一致,表明分泌蛋白基因的快速变异对真菌迅速适应不断变化的环境或寄主具有重要作用。研究还进一步对分泌蛋白基因进行了分子进化和基因表达分析,筛选出了若干在进化中遭受正选择、特异性在植物侵染中表达的候选效应蛋白基因用于后续功能基因组学研究。利用这些代表性的赤霉病菌基因组开展种内和种间基因组比较,对揭示赤霉病菌致病性及其演化规律、鉴定候选致病相关基因具有重要意义。