稻瘟病菌无毒基因Avr-Pikh的克隆与分析

Rice blast fungus Magnaporthe oryzae is the pathogen of one of the most destructive fungal diseases for rice and wheat and an important model for studying the pathogenesis of phytopathogen and also fungal-plant interaction mechanisms. The variation of avirulence gene always leads to the lost of resistance durability of rice. Therefore, cloning avirulence gene and studying its variation mechanism will be conducive to directing breeding and production, and also to providing new theory to design sustainable strategy to manage rice blast disease. In our case, map-based cloning method and association genetics will be combined together for the cloning of a novel avirulence gene Avr-Pikh in M.oryzae, and its variation and interaction pattern will also be analyzed. Our results will provide fresh theoretical basis for illuminating the mechanisms for pathogenicity variation of M.oryzae and also its interaction mechanisms with rice.

稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）是引起水稻、小麦等重要作物病害的病原真菌，也是研究植物病原真菌致病机理及其与宿主互作机理的重要模式生物。无毒基因变异是导致抗瘟水稻品种无法持久抗瘟的关键所在，克隆无毒基因、研究无毒基因的变异机制有助于指导抗瘟育种和生产实践，还能为制定稻瘟病的可持续治理提供理论依据。本项目拟采用图位克隆与关联遗传分析相结合的方法克隆稻瘟病菌无毒基因Avr-Pikh，并对Avr-Pikh的变异机制及其与水稻抗性基因Pikh的互作进行研究，为阐明稻瘟病菌致病性变异及其与水稻互作的分子机理提供新的理论依据。

稻瘟病是全球水稻生产上最具毁灭性的病害之一，而其病原菌稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）则是公认的研究植物病原真菌生长发育及致病机理的重要模式生物，鉴定并分析新的稻瘟病菌无毒基因或效应因子有助于阐明其致病机理及其与宿主互作的分子机理，具有重要的科学意义和生产实践意义。本研究明确了无毒基因Avr-Pikh在我国田间菌株中的变异特点，明确了其在稻瘟病菌侵染阶段的表达模式，并通过筛选cDNA文库获得了大量Avr-Pikh的候选宿主靶标，为进一步阐明Avr-Pikh在与水稻互作过程中的作用机理奠定了坚实的基础；本研究也系统阐明了小G蛋白MoSec4在稻瘟病菌生长发育、侵染致病及效应因子分泌过程中的生物学功能，有助于进一步阐明稻瘟病菌效应因子分泌的调控机理；此外，菌株特异分泌蛋白是获得新效应因子的重要来源，本研究还通过一系列的生物信息学预测、转录组分析、多态性分析、烟草瞬时表达分析、亚细胞定位分析等，从FJ81278与Guy11两个菌株的特异分泌蛋白中鉴定出一些候选效应因子，为深入解析稻瘟病菌的侵染致病机理提供了丰富的研究材料。