稻瘟病菌是水稻生产上最具破坏性的病原菌之一,由其引起的稻瘟病严重威胁着全球水稻的生产安全。目前,控制该病害最经济有效的措施就是选育和利用抗病品种,同时辅以化学农药防治,但由于该病原菌易变异,容易产生新的致病和抗药性群体,导致选育的抗病品种失去利用价值。因此,稻瘟病的防治始终是水稻生产上的一个重要难题,了解稻瘟病菌的致病分子机制对于控制该病害具有重要意义。近年来,由于水稻和稻瘟病菌的全基因组测序工作完成,该病害成为了解植物与真菌互作分子机制的模式系统。稻瘟病菌和水稻的互作类似“军备竞赛”,分为亲和互作和非亲和互作。在非亲和互作过程中,稻瘟病菌分泌的无毒效应分子会被水稻中对应的抗病基因识别,引发寄主免疫反应表现出抗病;而为了逃避寄主的识别或抑制寄主免疫反应,稻瘟病菌会在进化过程中产生新的效应分子作为毒性因子进一步促进稻瘟病菌侵染。因此,对稻瘟病菌效应分子的研究有助于更好地了解水稻—稻瘟病菌互作分子机制。本论文主要对效应分子Iug12在稻瘟病菌致病过程中的相关功能进行研究,结果如下:本文从稻瘟病菌菌株Y34中克隆了效应分子IUG12,采用基因敲除的方法获得iug12突变体。对其生物学功能进行研究发现,与野生型相比,△iug12对水稻敏感品种LTH的致病力下降,该突变体的分生孢子附着胞形成减慢,但附着胞膨压不受影响。对接种了稻瘟病菌分生孢子的水稻叶鞘和大麦叶背进行撕皮观察,发现突变体侵染菌丝在寄主细胞中的扩展能力受到限制。DAB染色观察到被突变体侵染的水稻叶鞘细胞积累了大量ROS,表明突变体可激活水稻的防卫反应。此外,突变体在侵染水稻叶片时诱发水杨酸防卫相关基因显著上调表达,提示突变体激活SA防卫反应可能是△iug12降低致病力的原因。稻瘟病菌在侵染水稻过程中会分泌效应分子进入到寄主细胞内,破坏或干扰其防卫反应,促进病原菌的侵染。筛选效应分子在寄主植物中的靶标蛋白对于揭示稻瘟病菌的致病机理具有重要作用。为了研究Iug12的毒性机制,我们通过酵母双杂交筛选水稻cDNA文库的方法筛选互作蛋白。以缺失了信号肽序列的Iug12为诱饵筛选得到50个克隆,使用pGADT7载体测序引物测序,最终获得10个可能的互作蛋白。其中,Os10g33270基因(编码氰酸酯酶)在测序结果中出现的重复数最多,达到13次重复,因此是Iug12靶标蛋白的可能性最大。通过酵母双杂交对Iug12与Os10g33270基因全长进行互作验证,表明2个蛋白能够发生互作。综上所述,效应分子Iug12在稻瘟病菌致病过程中具有重要作用。对效应分子作用机制的研究能为探索稻瘟病菌的致病分子机制奠定基础,对进一步认识和防治该类病害也具有重要意义。