稻瘟病是危害水稻的三大毁灭性病害之一,严重影响全球范围内的水稻产量,其侵染过程受cAMP、MAPK、异源三聚体G蛋白及Ca2+等信号途径的调控。Rho蛋白属于小G蛋白超家族,能在GTP结合的活性状态和GDP结合的失活状态之间循环,从而作为分子开关在胞内信号转导中发挥重要作用。调节上述循环过程的一类重要负调节因子是RhoGAP,它能加速GTP酶的水解,使RhoGTPase由活性态变为失活态。为阐明RhoGAP在稻瘟病菌生长、发育及致病过程中的作用及其调控机制,本研究对稻瘟病菌中的RhoGAP进行了鉴定及功能分析。首先,运用生物信息学方法,在稻瘟病菌数据库中鉴定到8个假定的RhoGAP蛋白,分别是:Morgal（MGG04186.6）、Molrg1（MGG04377.6）、Morga2（MGG06390.6）、Morga3（MGG03048.6）、Morga4（MGG09531.6）、Morga5（MGG09303.6）、Morga6（MGG09275.6）与Morga7（MGG04006.6）,它们都具有保守的GAP结构域和保守的精氨酸位点。qRT-PCR分析结果表明,不同RhoGAP基因在菌丝、孢子、附着胞阶段的表达量不同,其中,Molrg1在附着胞阶段及侵染阶段的表达量显著高于其他阶段和其他基因。其次,利用功能基因组学研究技术得到了 8个RhoGAP基因的敲除突变体,以及Molrg1和Morga1的结构域缺失突变体及精氨酸定点突变的突变体,借助表型对比分析,初步明确了稻瘟病菌中RhoGAP家族基因的功能。结果表明,与野生型相比,Molrg1敲除突变体的菌丝生长速度明显减慢,菌丝末端分枝增多;产孢量显著减少,并且菌丝和分生孢子均无法在疏水膜表面上分化出附着胞,继而丧失了对水稻感病品种C039的致病性。Morga1敲除突变体产孢量略微下降,分生孢子形态异常,且在疏水表面上附着胞形成严重滞后,但不影响其对水稻的致病性。对Molrg1和Morga1的RhoGAP和LIM结构域缺失突变体及Morga1的RhoGAP结构域中的精氨酸定点突变的结果分析可知,所有突变体的表型与整个全基因敲除突变提的表型一致。上述结果表明,Molrg1对于稻瘟病菌的极性生长、产孢、附着胞分化和侵染致病是必需的;Morga1在稻瘟病菌的产孢及附着胞分化过程中有一定的生物学功能;Molrg1和MorgaI的RhoGAP结构域和其中至少一个LIM结构域是Molrg1和Morga1的关键功能域。与野生型相比,其余6个RhoGAP基因的敲除突变体菌落形态略有所不同,产孢量略有所下降,但分生孢子能分化出正常的附着胞,且不影响对水稻的致病性。这些结果表明,对于稻瘟病菌附着胞发育及致病性而言,8个RhoGAP蛋白在一定程度上存在着功能冗余。此外,细胞壁敏感性实验分析结果显示,不同的化学试剂对8个RhoGAP基因缺失突变体均有不同程度的影响,而其中Molrg1缺失突变体对各种化学试剂胁迫最不敏感。最后,本研究还运用酵母双杂交技术和pull-down技术对稻瘟病菌中RhoGAP家族蛋白与Rho蛋白之间的互作关系进行了验证。结果表明:Morga1和Molrg1分别与Rac1-CA、Cdc42-CA互作,但不与Rac1-DN、Cdc42-DN互作;其他RhoGAP也有各自特异互作的Rho蛋白。综上所述,Morga1和Molrg1作为Rac1和Cdc42候选的RhoGAP蛋白,参与了稻瘟病菌的产孢、附着胞分化和侵染致病过程,其RhoGAP结构域与至少一个LIM结构域是其功能所必需的。