尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）作为世界性土传病病原体主要危害茄科、豆科、瓜类以及经济作物。三七（Panax notoginseng（Burk.）F.H.Chen）是一种名贵的中药材,尖孢镰刀菌也是三七根腐病的病原菌。尖孢镰刀菌作为病原菌对这些作物的种植产生巨大的影响,经济损失严重。然而对尖孢镰刀菌致病机理的研究还比较有限,特别是尖孢镰刀菌导致三七根腐病的机理还未见报道。有研究表明,病原真菌的致病性与细胞极性生长过程有关,极性生长使细胞的生长区域同时形成新的质膜和细胞壁。Rho GTPases在细胞极性生长过程中发挥重要作用,调节细胞壁生物合成酶的活性、肌动蛋白组装和极性分泌等,这对于维持真菌生长和细胞壁完整性是必不可少的。Rho GTPase及其调控机制的研究主要集中在酵母、动物细胞中,在丝状真菌中的研究比较少。为了揭示Rho GTPase的功能,本研究以尖孢镰刀菌为材料,分析了尖孢镰刀菌在不同非生物胁迫处理下Rho GTPase的表达水平;通过构建Rho2基因敲除突变体来研究Rho2基因在尖孢镰刀菌产孢、孢子萌发以及细胞壁合成中的作用;通过构建GFP标记的尖孢镰刀菌菌株,用其侵染三七根部观察在三七中的侵染进程。主要的研究结果如下:1.对尖孢镰刀菌野生型菌株进行细胞壁、细胞膜、重金属和渗透压胁迫处理,通过荧光定量PCR检测尖孢镰刀菌中Rho1-3和Cdc42的表达水平,结果表明在这些胁迫下Rho1、Rho2、Cdc42均呈不同程度地下调表达,Rho3在细胞膜胁迫下显著上调表达;将构建的基因敲除表达盒转化至尖孢镰刀菌野生型菌株的原生质体中,通过普通PCR和荧光定量PCR筛选验证获得突变体△Rho2。2.△Rho2突变体菌株性状分析:△Rho2产孢率无明显变化,但孢子萌发率明显下降;在不同的非生物胁迫处理下,△Rho2对细胞壁合成抑制剂和高温胁迫更敏感,菌落生长明显受抑制;△Rho2中几丁质合酶编码基因CHS-2、CHS-4、CHS3和β-1,3-葡聚糖合酶编码基因FKS2呈不同程度的下调表达;△Rho2中Mpk1磷酸化水平显著上调。3.将GFP标记的尖孢镰刀菌菌株通过伤根接种侵染三七植株根部,用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜观察:相比两年生三七植株,尖孢镰刀菌对一年生三七植株侵染进程更快,且尖孢镰刀菌可直接穿透三七根部的表皮,或从自然孔口进入。上述研究结果表明,Rho2 GTPase参与调控尖孢镰刀菌的孢子萌发、响应细胞壁胁迫和高温胁迫,以及调控细胞壁生物合成相关基因的表达,对细胞壁完整性信号通路中Mpk1的激活起负调控作用;在尖孢镰刀菌侵染三七过程中,孢子萌发形成菌丝后黏附在根部表面,然后从自然孔口穿透或直接穿透表皮细胞,进入根部组织内部,并在细胞间隙扩散,从而达到定殖的目的。