摘要
稻瘟病是由稻瘟病原菌QMagnaportheoryzae)侵染所引起的水稻病害，能够造成水稻大面积减产，因此，对稻瘟病菌致病机理的研究和防治资源的挖掘十分重要。本研究对稻瘟病菌磷脂酸（Phosphatidicacid，PA)代谢途径上的调控基因进行了研究，鉴定到MoPAHl为调控稻瘟病菌致病力的关键基因。同时发现MoPahl靶向抑制剂一普萘洛尔，可以有效抑制稻瘟病菌和其它植物病原菌的侵染过程，并以MoPAHl基因为靶标利用寄主诱导的基因沉默技术创建了抗稻瘟病的水稻新材料。主要研究结果如下： 解析了磷脂酸磷酸酶MoPahl介导的致病机制。通过分析稻瘟病菌侵染水稻的转录组数据，发现PA代谢通路上的调控基因在侵染时期不同程度的上调表达。在稻瘟病菌中敲除编码磷脂酸磷酸酶的基因MoPAHl，对突变体的表型及致病性分析发现：MoiM丑/参与了菌丝生长、产孢、附着胞形成、致病力及压力胁迫响应。脂质组及薄层层析结果显示MoPAHl缺失导致其脂类代谢的组分大幅改变，PA上调而二酰基甘油（Diacylglycerol，DAG)下调。利用PA的生物传感器在稻瘟病菌中检测PA分布，发现PA在附着胞和侵染菌丝中分布且在突变体的菌丝液泡中聚集。转录组分析得知，MoiM丑/缺失导致稻瘟病菌中生长、产孢、附着胞形成及致病力相关的功能基因差异性表达，同时差异基因富集到脂质代谢、甘油脂质代谢、糖酵解/糖异生代谢和自噬通路。在突变体内MAPK通路中Pmkl蛋白和磷酸化蛋白表达减少，自噬通路中的MoAtg8的蛋白代谢出现了延迟。以上的研究表明MoPahl通过调控稻瘟病菌的脂质代谢、MAPK以及自噬通路影响其生长发育和致病力。 揭示了普奈洛尔抑制稻瘟病菌致病力机制。普萘洛尔作为磷脂酸磷酸酶抑制剂，能够显著抑制稻瘟病菌的菌丝生长、孢子萌发、附着胞形成和侵染过程。通过预测MoPahl蛋白结构和与普萘洛尔结合位点，发现普萘洛尔存在与MoPahl蛋白结合的潜在位点并能够抑制其活性。普萘洛尔不仅可以抑制稻瘟病菌侵染进程，并且对其它11个植物病原菌也有显著抑制作用。在番茄、小麦、大麦、梨和玉米上普萘洛尔均可有效抑制病斑的产生。为了提高普萘洛尔的抑菌能力，我们使用结构修饰对其进行修饰，发现在普萘洛尔中引入4-氟苄胺和2，4-二氯苯酚基团可以显著提高化合物的抑菌能力。我们对水稻和小麦分别在实验室和田间条件下测定了普萘洛尔和修饰物的抑制效率，发现普萘洛尔和修饰物II-8可以明显减弱稻瘟病和小麦赤霉病的发病情况。 使用HIGS技术创建抗稻瘟病新材料。利用MoPAHl基因的保守区域序列构建HIGS转基因水稻。在HIGS转基因水稻上接种稻瘟病菌后，稻瘟病病斑的产生和扩展被显著抑制，荧光定量检测结果表明MoPAHl基因在侵染HIGS转基因水稻过程的表达量中显著降低。 本研究从稻瘟病菌MoPAHl基因功能以及调控通路分析了磷脂酸磷酸酶的致病机制。并以此为靶标筛选到了具有广谱抑菌作用的杀菌剂，同时利用HIGS技术靶标MoPAHl基因表达创制出抗稻瘟病新材料，为稻瘟病的有效防治提供依据。
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