小麦赤霉病是威胁小麦产量和品质的最主要病害之一,到目前为止我国主要通过化学防治的方法来控制小麦赤霉病的发生和流行。然而,传统的多菌灵等农药抗性的出现急剧增加,寻找新型、安全的药剂作用靶标更加急迫。几丁质是致病真菌细胞壁和隔膜的关键组成成分。在细胞循环过程中,几丁质通过复杂的调控机制定位到特定的位点,从而维持细胞的稳定性并响应各种压力环境。由于几丁质在人类和其他脊椎动物中并不存在,以几丁质为药剂作用靶点可能为小麦赤霉病药剂研发提供新的参考。几丁质由几丁质合成酶合成。小麦赤霉病病原物禾谷镰刀菌中共有8个几丁质合成酶,为了分析每个几丁质合成酶的功能,我们通过基因敲除的方法得到了几丁质合成酶敲除突变体。我们发现FgCHS3b的敲除对禾谷镰刀菌是致死的,FgCHS1、FgCHS2、FgCHS7和FgCHSS的敲除会引起菌丝生长、产孢量、致病性或压力反应的缺陷。FgCHS3a、FgCHS4和FgCHS6的缺失突变体与野生型并没有明显区别。敲除FgCHS2发现突变体出现隔膜变厚和波浪状隔膜的现象。于是我们还构建了FgCHS2和其它6个几丁质合成酶的双敲突变体,发现FgChs2和FgChs1、FgChs7、FgChs5在菌丝生长上存在功能重叠,FgChs2和FgChs1、 FgChs4、FgChs7、FgChs5在无性生殖上存在重叠,FgChs2和其它6个几丁质合成酶在致病性、DON毒素、隔膜形成方面都存在功能重叠,而在细胞壁敏感性测定上发现,FgChs2和其它6个几丁质合成酶都不存在功能重叠的现象。最后,通过荧光定量PCR发现在敲除突变体ΔFgChs2中FgCHS1、FgCHS3a、FgCHS4、 FgCHS7、FgCHS5和FgCHS6的表达量明显增加,也证明了敲除FgCHS2后其它几丁质合成酶部分回补了它的功能。从我们的实验结果可以看出,尽管有些几丁质合成酶的单敲突变体由于其它几丁质合成酶的功能重叠没有表型缺陷,但每个几丁质合成酶都在菌体中发挥着作用,这也将为我们以几丁质为药剂靶点研发新型安全药剂提供理论依据。