1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
禾谷镰孢菌（Fusarium graminearum）是引起小麦赤霉病最主要的病原菌之一[1]。赤霉病不仅严重影响小麦产量，而且还因病原菌毒素污染降低小麦品质[2,3]。随着全球性气候变暖和区域性气候的反常，病害的发生频率增加，发生区域不断扩大。上世纪七十年代以来，以多菌灵为主的苯并咪唑类杀菌剂广泛用于防治小麦赤霉病。但近年来伴随着抗药性问题日益突出，药剂防效显著下降[4]。
细胞自噬是广泛存在于真核细胞内的一种溶酶体依赖性的降解途径，在饥饿条件下，它可以调节细胞内长寿蛋白和细胞器的降解，降解产物再被细胞重新利用[5]。因此，细胞自噬在细胞发育、细胞免疫、组织重塑及对环境适应等方面有着十分重要的作用[6]。近年来在丝状真菌中的研究发现，细胞自噬途径是菌体很重要的一个致病因子[7,8]。
目前，细胞自噬在真菌中的研究尚处于起步阶段，植物病原真菌的研究主要集中在模式真菌稻瘟病菌中，其他病原真菌如灰葡萄孢和镰刀菌也有报道。
2. 研究的基本内容和问题
阐明细胞自噬途径在小麦赤霉病原菌生长发育过程中的作用；
根据模式真菌酵母中细胞自噬关键基因Blast比对得到小麦赤霉病菌中的同源基因，通过同源重组敲除细胞自噬关键基因，测定基因缺失突变体的生长发育、致病性和次级代谢方面的变化以明确该途径在小麦赤霉病原菌中的作用；
通过基因敲除可以阻断细胞自噬途径，通过对基因敲除突变体和母本菌株各项生物学特性的比较以明确该途径对小麦赤霉病菌的作用。
3. 研究的方法与方案
本研究以小麦赤霉病原菌的测序菌株PH-1为母本， 根据同源重组的原理，通过PEG介导的原生质体转化将赤霉病菌中细胞自噬的关键基因敲除。通过药物筛选、PCR验证和Southern blot 杂交确定基因敲除转化子。然后通过构建GFP融合目的基因进行基因回复以进一步证明基因敲除突变体的表型是由于目的基因的敲除所导致。
对验证正确的基因敲除和回复突变体以及母本菌株进行表型的测定。这些表型主要包括菌体在自然环境中经常遇到氧化、渗透、细胞壁破坏等胁迫因子。致病性是最重要的一个测定表型，将菌体活体接种小麦麦穗以及番茄果实来测定目的基因对菌体致病性的影响。另外，赤霉病菌的次级代谢产物真菌毒素DON也是一个重要的测定表型。
4. 研究创新点
细胞自噬最初以一种生物体对外界环境的适应机制而发现，近年来越来越多的生物学功能被发现与细胞自噬途径相关。目前，禾谷镰刀菌中细胞自噬研究甚少，研究细胞自噬关键基因的功能无疑是阐明该途径在病原菌中作用最重要的手段。
5. 研究计划与进展
查阅文献了解小麦赤霉病菌、其生长发育特性、致病机理以及目前的防治措施。
学习分子生物学实验技术。
在师兄的指导下进行实验。
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