水稻和玉米种植面积占粮食种植总面积的60%,是我国两大主栽粮食作物。由稻瘟菌（Magnaporthe oryzae）侵染水稻引起的稻瘟病是水稻上最严重的真菌病害,水稻主产区稻瘟病频繁爆发,可导致水稻严重减产,给水稻生产造成了极大的损失。禾谷炭疽菌（Colletotrichum graminicola）侵染玉米引起的玉米炭疽病也是一种真菌性病害,近年来玉米炭疽病日趋严重,呈现流行与爆发趋势。作为半活体营养真菌,稻瘟菌和玉米炭疽菌具有相似的致病机制。半活体病原真菌侵染寄主的过程包括活体营养阶段和死体营养阶段。稻瘟菌和玉米炭疽菌在侵染过程中活体营养阶段通常面临氮缺乏逆境。对稻瘟菌和玉米炭疽菌氨基酸吸收和代谢进行研究,对解析两种病原菌的致病机制至关重要。氨基酸通透酶介导的氨基酸吸收途径和天冬氨酸转氨酶催化的氨基酸合成途径在许多生物的氨基酸代谢中发挥了重要的作用,但氨基酸吸收途径和氨基酸合成途径之间的协作关系仍不明确。本研究以水稻稻瘟病菌和玉米炭疽菌为实验材料,针对其氨基酸通透酶和天冬氨转氨酶开展系统的植物病理学和分子遗传学研究,以期证实稻瘟菌和炭疽菌的氨基酸通透酶和天冬氨酸转氨酶协同作用。1、利用酵母菌的氨基酸通透酶基因序列进,我们鉴定到了21个稻瘟菌氨基酸通透酶基因,利用鉴定到的稻瘟菌氨基酸通透酶基因,在玉米炭疽菌中鉴定到了21个氨基酸通透酶。对稻瘟菌和玉米炭疽菌的氨基酸通透酶基因进行了表达动态分析,发现不同的氨基酸通透酶基因在致病过程不同的营养阶段发挥作用。同时,基于酵母菌的天冬转氨酶基因序列进行同源比对,鉴定到了3个稻瘟菌天冬氨酸转氨酶和3个玉米炭疽菌天冬氨酸转氨酶,对其进表达动态进行研究,发现Mo AST2和Cg AST2基因在侵染过程中的死体营养阶段发挥作用。2、创制了稻瘟菌和炭疽菌的部分氨基酸通透酶基因和天冬氨酸转氨酶基因敲除突变体及其互补转化体。稻瘟菌氨基酸通透酶突变体包括有ΔMogap1、ΔMogap2、ΔMogap3,稻瘟菌天冬氨基酸转氨酶基因敲除突变体为ΔMoast2;玉米炭疽菌氨基酸通透酶基因敲除突变体为ΔCggap3。同时构建了其互补转化体:ΔMogap1/Mogap1,ΔMogap2/Mo GAP2,ΔMogap3/Mo GAP3,ΔMoast2/Mo AST2,ΔCggap3/Cg GAP3。3、对突变体进行了生物学功能研究。发现ΔMogap1的致病力显著减弱,叶鞘侵染实验表明ΔMogap1的分生孢子可以侵染水稻,但是它的侵染菌丝在水稻叶鞘细胞内活体营养阶段的生长受到明显的抑制,无法扩展蔓延;ΔMogap2的致病力也显著减弱,其分生孢子可以同样可以侵染水稻,ΔMogap2的侵染菌丝无法在死体营养阶段获取氮源,导致其侵染菌丝扩展受阻;ΔMogap3的致病力也有所减弱,它的的侵染菌丝在活体营养阶段的生长没有受到影响可以填充整个细胞,但是它在死体营养阶段的伸展受到抑制,无法扩展到临近细胞。炭疽菌的ΔCggap3菌株致病力也显著减弱,它的侵染菌丝在侵染前期就伸展缓慢,同时无法侵染相邻的玉米细胞。ΔMoast2的致病力显著减弱,其侵染菌丝在致病的营养生长阶段可以正常扩展,但是在死体营养阶段,ΔMoast2的侵染菌丝生长受到抑制,被束缚在一个细胞之内无法侵染相邻细胞。氨基酸吸收实验表明Mogap1可以影响稻瘟菌转运天冬氨酸、谷氨酸、脯氨酸等多种氨基酸,Mogap3可以影响稻瘟菌吸收天冬氨酸。这表明在稻瘟菌致病过程中Mogap1,Mogap3参与了对氨基酸的吸收的调控,帮助稻瘟菌度过N缺乏的逆境。Cggap3基因也参与了玉米炭疽菌对天冬氨酸的吸收。这说明稻瘟菌与炭疽菌的氨基酸通透酶在功能上具有一定的相似性。氨基酸代谢实验表明,Moast2可以催化稻瘟菌中天冬氨酸生成谷氨酸,从而合成稻瘟菌致病十分重要的氨基酸如精氨酸和脯氨酸。上述结果表明氨基酸通透酶和天冬氨酸转氨酶的协作对于稻瘟菌与玉米炭疽菌的致病具有十分重要的作用。