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小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)是小麦赤霉病的重要致病菌,可以引起小麦和大麦减产、麦粒质量受损。DON毒素以及其衍生物会对人畜生命安全造成威胁。尽管有些杀菌剂可以有效地防治小麦赤霉病,探寻有效控制病害的新方法依然迫在眉睫。Ric8蛋白在动物细胞中对于调控G蛋白信号途径发挥着重要作用。目前,Ric8在丝状真菌中的相关研究已有报道,例如,脉孢菌(Neurospora crassa)和稻瘟菌(Magnaportheoryzae)。 本研究利用基因敲除的方法对小麦赤霉病菌RIC8同源基因(FgRIC8)进行了功能研究分析。△Fgric8突变体生长显著缓慢,产色素显著减少,产孢量下降96.22%,DON毒素合成量下降68.18%。在扬花期对小麦麦穗进行的致病性接种实验表明,△Fgric8突变体致病能力显著降低。实时荧光定量PCR分析表明,Gα(FgGpa1和FgGpa3),Gβ(FgGpb1)和Gγ(FgGpg1)亚基编码基因在△Fgric8突变体中表达量显著下调。与野生型菌株PH-1相比,△Fgric8突变体的细胞内cAMP水平显著降低。此外,在酵母双杂交实验中FgRic8与Gα亚基的FgGpa1和FgGpa3互作,但不与FgGpa2互作。对各种压力胁迫的敏感性测定中,FgRIC8的缺失使菌株对渗透胁迫和细胞壁压力胁迫抵抗能力提高。综上所述,FgRic8作为G蛋白Gα亚基的调控因子,在小麦赤霉病菌各细胞反应过程中起着关键性作用。从酵母到人类,细胞自噬在真核生物中是高度保守的非选择性降解过程。细胞自噬在环境变化适应,细胞寿命以及发育与分化过程中的细胞形态建成等方面起着重要作用。在本次实验研究中,对小麦赤霉病菌2个细胞自噬(ATG)相关基因(FgATG3和FgATG4)进行鉴定并敲除,结果表明FgATG3和FgATG4对于菌落生长,气生菌丝和色素的产生起到重要调控作用。敲除FgATG3和FgATG4后菌株不产孢。此外,在扬花期小麦致病性接种实验中,敲除突变体的致病性显著减弱,这表明细胞自噬参与调控小麦赤霉病的致病性侵染过程。在对各种胁迫压力和杀菌剂的敏感性测定实验中,FgATG3和FgATG4的缺失会提高菌株对细胞壁压力胁迫以及部分杀菌剂的敏感性。综上所述,细胞自噬对于小麦赤霉病菌营养生长,产孢以及致病性十分重要。