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稻瘟病菌是水稻稻瘟病害的病原菌,而稻瘟病是全球水稻生产的一个重大危害。据报道,世界上85个国家均有稻瘟病害发生,在病害流行季节可导致水稻70-80%的产量损失。稻瘟病菌,属于子囊真菌,也是一种重要的研究病原菌分子致病机制的模式生物,具有重要的科研和经济价值。水稻是世界上最重要的粮食作物,提供人类约23%的能量。另外,稻瘟病菌和水稻易于遗传操作,而且基因组序列已经公布。稻瘟病菌是通过一个特殊的侵染结构——附着胞,通过产生侵染钉并借助于强大的细胞内膨压穿透寄主表皮,进而侵染水稻组织。研究表明,附着胞的侵染受多种信号转导途径的调控,如G蛋白、环化腺苷酸（cAMP）、促分裂素原活化蛋白激酶（MAPK）和Ca2+离子等信号途径。这些信号基因的缺失导致致病性的丧失或减弱,并影响细胞发育的多个方面如交配、产孢和生长速率,这些信号组件可能是抗真菌药物的靶标。尽管致病相关基因已经被克隆分析,但为了更全面的了解该菌的致病机理,仍需进一步开展大量的研究工作。开展稻瘟病菌致病基因的研究,不仅有助于更好地理解该菌的致病过程,同时可为稻瘟病的防治提供药物靶标。本文对稻瘟病基因包括：FIS1（MGG06075）、 YPL1（MGG14620）、NUC1（MGG05324）、AIF1（MGG08262）、ZAP1（MGG04456）、STM1（MGG05307）、CAPN1（MGG14872）、CAPN3（MGG08067）和CAPN4（MGG04818）进行了研究。为了探究这些基因的功能,首先对基因进行生物信息学分析,然后将目的基因连接入含有抗性筛选基因（HPH/SUR/BAR/NEO）的pBS载体骨架中,构建基因敲除载体。载体经过PCR和酶切验证后,导入农杆菌AGL1中,通过ATMT转化稻瘟病菌Guy-11分生孢子。转化子经过抗生素筛选平板筛选、PCR验证以及Southern杂交验证,获得基因敲除突变体,并进行单孢分离、保存,用于后续研究。为了研究基因的具体功能,对基因敲除突变体进行表型测定与分析,包括：菌丝生长速度、孢子形成、孢子萌发、附着胞形成、附着胞膨压、细胞核固缩、细胞凋亡细胞壁完整性、菌丝疏水性、渗透胁迫、氧胁迫、有性交配和水稻致病性等测定。在所有测定的突变体中,仅有MoFIS1基因敲除突变体（ΔMoFISl）较野生型Guy-11有明显的表型差异。为了证明是否是该基因的缺失造成的表型差异,进行了该突变体的基因互补实验。通过表型观察和PCR扩增筛选产生的互补转化子。通过ATMT将GFP标记的MoFIS1全长编码序列转化进入ΔMoFIS1来观察该基因在菌丝和孢子中的定位。在激光扫描共聚焦显微镜40倍下观察菌丝和孢子中GFP的定位与表达。ΔMoFIS1与野生菌株Guy-11相比产孢量明显下降,表明该基因与产孢相关。同时,在接种9天后的CM平板上该突变体生长减慢。在稻瘟病感病水稻和大麦叶片上,突变体较Guy-11的病斑数和严重程度明显减少,病斑小且数量少。而Guy-11和ΔMoFIS1回补菌株均产生典型病斑,表明该基因与稻瘟病致病性相关。ΔMoFIS1的分生孢子的萌发（2h和4h）以及附着胞的形成（6h）与Guy-11及回补菌株均无明显差异。ΔMoFIS1对NaCl、H2O2和一些化学物质形成的逆境胁迫耐受力下降。在MM、 MM-C.和MM-N培养基上接种8天后,ΔMoFIS1菌落生长减缓。在细胞壁完整性试验中,ΔMoFIS1生长减慢,但是光晕圈降解与Guy-11相似。ΔMoFIS1菌丝较Guy-11疏水性无明显差异。进行有性交配实验,发现突变体和其交配型菌株2539在菌落交界处形成许多子囊,表明该基因的缺失不影响菌株的有性生殖。在激光共聚焦显微镜下观察该基因在孢子和菌丝中的定位,表明该基因定位在孢子和菌丝细胞线粒体中。然而,基因MoFIS1、MoNUC1、MoAIF1、MoZAP1、MoSTM1、MoCAPN1、 MoCAPN3和MoCAPN4的敲除突变体在致病性、菌落生长、产孢、孢子萌发、附着胞形成以及有性生殖等方面较Guy-11无明显差异,表明这些基因的缺失对稻瘟病菌致病性无明显影响。ΔMoYPL1、ΔMoNUC1和ΔMoCAPNI的产孢量减少但无显着致病性差异。综上所述,本研究发现了一个新的致病相关基因MoFIS1,它参与了稻瘟病菌的菌落生长、产孢以及致病性。然而基因MoYPL1、MoNUC1、MoAIF1、MoZAP1、 MoSTM1、MoCAPN1、MoCAPN3和MoCAPN4与稻瘟病菌的致病性无关。进一步开展该菌致病分子机制的研究,有利于对水稻稻瘟病的有效防控。