论文摘要
小麦条锈病是由条形柄锈菌小麦专化型（Puccinia striiformis f. sp. tritici）所引起的世界范围内发生的小麦病害,具有分布广、传播快、危害面积大的特点,流行年份小麦条锈菌给小麦生产造成严重损失。研究小麦条锈菌致病相关基因对于明确其致病机理、防治该病害具有十分重要的理论和实践意义。然而小麦条锈菌是严格的专性寄生菌,迄今为止未发现有性世代,缺乏成熟的转化体系,严重阻碍了其功能基因组学方面的研究。因此探索一种相对可行候选基因功能验证体系十分必要。促分裂原蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases,MAPK）是广泛存在于真核细胞的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,其介导的信号转导途径在病原真菌的生长、发育以及致病性调节方面具有重要地位。在禾谷镰孢菌（Fusarium graminearum）中,MAPK信号转导途径的研究相对成熟,且相应基因的缺失突变体材料丰富。因此本研究将来源于条锈菌夏孢子cDNA文库中的一种MAPK基因PsMAPK在禾谷镰孢菌中与此基因高度同源基因MGV1的缺失突变体中进行互补表达,以期明确在小麦条锈菌的侵染过程中此基因的表达特点及功能,并探索利用禾谷镰孢菌突变体验证小麦条锈菌基因功能的可行性。结果如下:PsMAPK编码480个氨基酸残基,具有MAPK保守的结构域,丝氨酸/苏氨酸结构域,蛋白激酶结构域和ATP的结合位点。通过实时荧光定量PCR分析了PsMAPK基因在夏孢子、夏孢子萌发、以及侵染、菌丝扩展和产孢等不同分化时期的表达水平。结果表明PsMAPK在夏孢子中的表达水平相对较低,而在萌发夏孢子中强烈上调表达,表达量比夏孢子高出约20倍。相对萌发夏孢子,PsMAPK在24 hpi出现首个表达峰,表达量高出约2倍;随后表达水平逐渐下降,48 hpi约为芽管的1.5倍,120 hpi约为芽管的0.5倍;168 hpi起表达水平又有所回升,侵染后196 h表达量与芽管基本持平。推测PsMAPK可能在小麦条锈菌夏孢子萌发、侵染以及产孢等多个分化时期发挥功能。通过将PsMAPK-ORF在禾谷镰孢菌mgv1缺失突变体中进行互补表达后发现,互补菌株在CM培养基上的生长速率与突变体菌株N35相比并未发生明显变化,并且其有性杂交仅能产生个别子囊壳,但在致病性检测实验中,互补菌株可以在接种处侵染小麦穗。