水稻纹枯病是世界水稻三大病害之一,随着杂交水稻的推广和品种的更替,化学用药单一以及种植模式的迭代,水稻纹枯病发生日益严重。成为制约我国水稻稳产的主要因素之一,而安徽省作为水稻种植大省首当其冲。因此,本研究于2018年采集安徽省代表县市水稻主产区的纹枯病样并进行分离鉴定,分析其生物学特性、致病性、遗传背景差异及致病强弱差异菌株侵染水稻后水稻应答机制的转录组差异。明确安徽省不同地区种群水稻纹枯病菌的遗传结构,明确菌株生物学特性、致病性及遗传背景间关系,并结合转录组以期从分子水平寻找出水稻纹枯病菌侵染水稻过程中的作用机理。为水稻纹枯病的防控提供重要的理论依据和实践参考。研究结果如下:1.水稻纹枯病菌的分离鉴定。采用水琼脂快速分离法对采自安徽省15个市县的水稻纹枯病病样进行分离,并经柯赫氏法则验证,共获得94株病原菌。再经过形态学鉴定、分子生物学鉴定,确定94株病原菌均为立枯丝核菌(Rhizoctonia solani),并确认均为AG1-ⅠA菌丝融合群。2.水稻纹枯病菌的生物学特性及致病性。对94株病原菌的生长速率、菌核数和菌核质量进行测定,不同菌株的生长速率、菌核数和菌核质量都存在一定差异,其中生长速率为快速,菌核数量为较少及以下菌株为安徽省优势菌株。利用SPSS对其数据结果进行聚类分析,生长速率、菌核数和菌核质量均与其菌株的地理来源无明显相关,菌株的菌核数与菌核质量间存在强正相关,曲线模型符合Logistic模型。通过离体叶片接种法测定菌株致病性并利用SPSS对其结果进行分析,表明不同菌株间致病性存在显著差异,各地均有不同致病性菌株,其中中等致病性菌株为安徽省优势菌株,致病性最强、最弱菌株分别在和县、郎溪。致病性、生长速率和菌核数两两之间均无相关性,聚类分析表明菌株致病性差异与地理来源也无明显相关。3.水稻纹枯病菌遗传多样性和遗传分化分析。采用筛选出的三条ISSR引物对94株菌株进行PCR扩增,分析其遗传多样性。共扩增出51个位点,多态性位点49个,多态性位点百分率96.08%。根据不同地理来源利用Popgene软件和NTsys软件分析,其中休宁县的水稻纹枯病菌遗传多样性最为丰富,Nei’s基因多样性指数、Shannon信息指数和有效等位基因数Ne均为最高,分别为0.2980、0.4425和1.5244。总种群基因多样度Ht为0.3048,各种群基因多样度Hs均值0.1327,种群分化系数Gst系数均值0.4040。UPGMA法在遗传相似系数0.65下,将菌株划分为四类,同一地理来源菌株多被聚为一类,对不同种群在遗传相似系数0.85下,将种群划分为三类,皖南、皖北、皖中市县在各个类群中均有分布。以上结果表明安徽省水稻纹枯病菌种群间遗传多样性丰富、遗传分化明显且分化多来自于种群内部,同时种群间存在一定基因流动。菌株间亲缘关系与其地理位置来源具有一定的相关性,但安徽省不同种群的亲缘关系较近,且亲缘关系与致病性、菌核数及生长速率间无相关。4.水稻纹枯病菌侵染水稻的RNA-seq分析。以致病性差异最显著的AHHX(强致病菌株)及AHLX(弱致病菌株)侵染安徽主栽杂交稻品种“徽两优996”48h后混合样本提取RNA,进行高通量RNA-seq测序分析。以水稻Oryza sativa全基因组序列NCBI(https://www.ncbi.nlm.nih.gov)作为参考,通过生物信息学分析共鉴定到25028个表达基因;以AHHX为对照,共获得443个上调的差异表达基因(Differentially Expressed Genes)基因和738个下调DEGs,进一步通过GO、KEGG等数据库分析,下调的DEGs功能富集在光合作用,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,类胡萝卜素的生物合成,泛醌和其他萜类醌的生物合成四个pathway中,说明这些途径或相关基因是水稻对纹枯病菌侵染产生防御反应的主要机制之一。