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蝗绿僵菌（Metarhizium acridum）作为昆虫病原真菌，在调控有害昆虫种群中起着非常重要的作用。水杨酸属于酚类化合物，是参与激活植物对病原菌免疫反应的信号分子。前期研究发现蝗绿僵菌中含有水杨酸合成酶基因MaSalS，并能产生水杨酸分泌到胞外。本论文以蝗绿僵菌野生型、拟南芥（Col-0）及其病原菌丁香假单胞杆菌（Pseudomonas syringae pv tomato DC3000，Pst DC3000）为材料，研究了蝗绿僵菌对植物抗病性的影响；以蝗绿僵菌MaSalS敲除菌株（ΔMaSalS）和CP菌株为材料研究了蝗绿僵菌水杨酸代谢在植物抗病性中的作用；通过转录组测序（RNA-seq）研究了蝗绿僵菌及其水杨酸代谢在影响植物抗病性中的作用机制。研究结果对于昆虫病原真菌应用于植物病害具有重要的参考价值，有利于阐明昆虫病原真菌与植物互作的分子机制，可为高效杀虫真菌菌株选育和应用奠定理论基础，对其它真菌与植物互作研究提供新的线索。本论文取得的主要结果如下：
①体外对峙实验发现蝗绿僵菌不影响拟南芥病原菌Pst DC3000的生长，说明蝗绿僵菌不直接作用于Pst DC3000；扫描电镜观察发现蝗绿僵菌孢子在拟南芥叶片上不萌发,不侵染植物。
②优化了蝗绿僵菌诱导拟南芥抵抗病原菌Pst DC3000的条件。以不同浓度梯度的野生型蝗绿僵菌菌株Ma102（WT）喷洒3周龄大小的拟南芥幼苗，qRT-PCR检测病原相关基因PR1的表达量，发现Ma102菌株喷洒的最适浓度为5×108个/mL，喷洒量为1mL/盆（含5棵拟南芥幼苗）；不同浓度的Pst DC3000处理拟南芥，根据叶片的感病程度确定Pst DC3000的使用浓度为OD600=0.05，喷洒量为1mL/盆；根据不同预处理时间蝗绿僵菌对植物病害的减轻程度情况，发现Ma102与Pst DC3000同时处理拟南芥幼苗时，拟南芥的抗病性最强。
③蝗绿僵菌可诱导植物产生抗病性。与对照相比，Ma102菌株处理明显减轻了拟南芥感病症状、降级了病级指数、减少了植物体内病原菌Pst DC3000生长量、提高了PR1的表达、促进了拟南芥H2O2产生。回复菌株处理拟南芥后，其感病程度也明显降低，与WT组一致。可见，蝗绿僵菌Ma102增强了拟南芥对病原菌Pst DC3000的抗性。
④蝗绿僵菌水杨酸代谢可提高植物抗病性。ΔMaSalS处理拟南芥幼苗后，能够提高拟南芥抗病性，但抗病性明显弱于WT菌株。与WT菌株处理相比，植物各生理指标呈现相似的变化，但变化的幅度明显降低，说明MaSalS敲除明显降低了蝗绿僵菌Ma102在提高拟南芥对病原菌Pst DC3000抗性中的作用。
⑤蝗绿僵菌处理可增强植物免疫信号通路基因的表达。RNA-seq分析发现，在6h时，WT与Pst DC3000处理组筛选到1027个共同差异表达基因（Differentially expressed genes，DEGs），GO功能注释和KEGG通路富集分析显示，在功能上，富集到次生代谢产物合成进程（54个）、对细菌的响应（60个）、免疫系统进程（50个）、对水杨酸的响应（29个）上以及具有谷胱甘肽转移酶活性（14个）、氧化还原酶活性（37个）等与植物抗性相关的基因，以及参与芥子油苷生物合成（12个）、苯丙素的生物合成（15个）以及植物MAPK信号通路（13个）等与植物抗性相关的通路基因。表明了蝗绿僵菌能激活拟南芥的抗性相关基因的表达。在12h时，筛选到157个共同DEGs，但其中富集到植物免疫相关功能的基因减少，但仍有参与植物对细菌的响应的基因11个及免疫应答过程相关基因9个。
⑥MaSalS缺失后，蝗绿僵菌激活植物免疫信号通路基因表达的作用减弱。RNA-seq分析发现，在6h时，MaSalS缺失后，筛选到DEGs211个，与WT组相比，减少了1179个。GO功能注释和KEGG通路富集分析显示，与WT组相比，富集到同一功能的基因数目减少，如对细菌的响应减少70个，参与免疫系统进程减少59个，对水杨酸的响应减少37个；另外，WT处理组DEGs显著富集到11条通路上，而ΔMaSalS组仅4条，并且同一通路上参与基因数目减少，如富集到芥子油甘合成通路上的DEGs，与WT组相比，减少了10个。
综上所述，本研究从生理指标和分子水平上解析了蝗绿僵菌对拟南芥抗病性的影响，分析了蝗绿僵菌通过水杨酸代谢在增强拟南芥抗病性中的作用，并从分子水平揭示了蝗绿僵菌及其水杨酸代谢在影响植物抗病性中的作用机制。生物信息学分析显示：已经测序的其他昆虫病原真菌具有MaSalS的同源基因，所以可能具有相似的水杨酸合成途径。因此，昆虫病原真菌可能普遍具有激活植物抗病性的作用。
①体外对峙实验发现蝗绿僵菌不影响拟南芥病原菌Pst DC3000的生长，说明蝗绿僵菌不直接作用于Pst DC3000；扫描电镜观察发现蝗绿僵菌孢子在拟南芥叶片上不萌发,不侵染植物。
②优化了蝗绿僵菌诱导拟南芥抵抗病原菌Pst DC3000的条件。以不同浓度梯度的野生型蝗绿僵菌菌株Ma102（WT）喷洒3周龄大小的拟南芥幼苗，qRT-PCR检测病原相关基因PR1的表达量，发现Ma102菌株喷洒的最适浓度为5×108个/mL，喷洒量为1mL/盆（含5棵拟南芥幼苗）；不同浓度的Pst DC3000处理拟南芥，根据叶片的感病程度确定Pst DC3000的使用浓度为OD600=0.05，喷洒量为1mL/盆；根据不同预处理时间蝗绿僵菌对植物病害的减轻程度情况，发现Ma102与Pst DC3000同时处理拟南芥幼苗时，拟南芥的抗病性最强。
③蝗绿僵菌可诱导植物产生抗病性。与对照相比，Ma102菌株处理明显减轻了拟南芥感病症状、降级了病级指数、减少了植物体内病原菌Pst DC3000生长量、提高了PR1的表达、促进了拟南芥H2O2产生。回复菌株处理拟南芥后，其感病程度也明显降低，与WT组一致。可见，蝗绿僵菌Ma102增强了拟南芥对病原菌Pst DC3000的抗性。
④蝗绿僵菌水杨酸代谢可提高植物抗病性。ΔMaSalS处理拟南芥幼苗后，能够提高拟南芥抗病性，但抗病性明显弱于WT菌株。与WT菌株处理相比，植物各生理指标呈现相似的变化，但变化的幅度明显降低，说明MaSalS敲除明显降低了蝗绿僵菌Ma102在提高拟南芥对病原菌Pst DC3000抗性中的作用。
⑤蝗绿僵菌处理可增强植物免疫信号通路基因的表达。RNA-seq分析发现，在6h时，WT与Pst DC3000处理组筛选到1027个共同差异表达基因（Differentially expressed genes，DEGs），GO功能注释和KEGG通路富集分析显示，在功能上，富集到次生代谢产物合成进程（54个）、对细菌的响应（60个）、免疫系统进程（50个）、对水杨酸的响应（29个）上以及具有谷胱甘肽转移酶活性（14个）、氧化还原酶活性（37个）等与植物抗性相关的基因，以及参与芥子油苷生物合成（12个）、苯丙素的生物合成（15个）以及植物MAPK信号通路（13个）等与植物抗性相关的通路基因。表明了蝗绿僵菌能激活拟南芥的抗性相关基因的表达。在12h时，筛选到157个共同DEGs，但其中富集到植物免疫相关功能的基因减少，但仍有参与植物对细菌的响应的基因11个及免疫应答过程相关基因9个。
⑥MaSalS缺失后，蝗绿僵菌激活植物免疫信号通路基因表达的作用减弱。RNA-seq分析发现，在6h时，MaSalS缺失后，筛选到DEGs211个，与WT组相比，减少了1179个。GO功能注释和KEGG通路富集分析显示，与WT组相比，富集到同一功能的基因数目减少，如对细菌的响应减少70个，参与免疫系统进程减少59个，对水杨酸的响应减少37个；另外，WT处理组DEGs显著富集到11条通路上，而ΔMaSalS组仅4条，并且同一通路上参与基因数目减少，如富集到芥子油甘合成通路上的DEGs，与WT组相比，减少了10个。
综上所述，本研究从生理指标和分子水平上解析了蝗绿僵菌对拟南芥抗病性的影响，分析了蝗绿僵菌通过水杨酸代谢在增强拟南芥抗病性中的作用，并从分子水平揭示了蝗绿僵菌及其水杨酸代谢在影响植物抗病性中的作用机制。生物信息学分析显示：已经测序的其他昆虫病原真菌具有MaSalS的同源基因，所以可能具有相似的水杨酸合成途径。因此，昆虫病原真菌可能普遍具有激活植物抗病性的作用。