本论文主要研究明尼苏达被毛孢对大豆胞囊线虫的寄生适应性，由两部分内容组成，一是基于群体基因组研究明尼苏达被毛孢自然种群对大豆胞囊线虫的本地适应性;二是基于继代侵染研究明尼苏达被毛孢寄生大豆胞囊线虫的实验室适应性进化。　　大豆胞囊线虫（Soybean cyst nematode，SCN，Heterodera glycines）是为害大豆生产的主要病原物，明尼苏达被毛孢(Hirsutella minnesotensis)寄生大豆胞囊线虫二龄幼虫，通过产生粘性分生孢子，粘附在线虫体表并侵入体内，最终杀死线虫，具有良好的生防潜力。在我国东北地区，明尼苏达被毛孢是大豆胞囊线虫幼虫的优势寄生菌;而在美国明尼苏达州，则是洛斯里被毛孢占优势。两地的纬度位置和气候条件相近，两种被毛孢的生活史相似，但寄生大豆胞囊线虫的优势程度不同。明尼苏达被毛孢的群体遗传研究发现，中国种群和美国种群在系统进化上形成两个不同的分支，但遗传分化的机制尚未明确。基于以上研究背景，我们提出假设:明尼苏达被毛孢对我国东北地区大豆胞囊线虫产生了本地适应性，且伴随某些影响寄生能力的遗传变异。　　我们设计交叉接种实验检测本地适应性。我们测定了分离自中国(38株)和美国（12株）的明尼苏达被毛孢对大豆胞囊线虫中国种群和美国种群的寄生率，发现大约有一半菌株对同域寄主的寄生率显著高于对异域寄主的寄生率(p＜0.05)。对于大豆胞囊线虫中国种群，明尼苏达被毛孢中国种群的寄生率显著高于美国种群(p＜0.05)，符合本地适应性的“Local vs.Foreign”判定标准;对于明尼苏达被毛孢中国种群，它对大豆胞囊线虫中国种群的寄生率显著高于大豆胞囊线虫美国种群(p＜0.05)，符合本地适应性的“Home vs.Away”判定标准。然而，采用同样的判定标准，未检测到明尼苏达被毛孢美国种群对大豆胞囊线虫美国种群的本地适应性。因此，交叉接种实验揭示的本地适应性可以解释明尼苏达被毛孢成为我国东北地区大豆胞囊线虫二龄幼虫的优势寄生菌。　　为阐明种群分化和本地适应性的遗传基础，我们对50株明尼苏达被毛孢进行了群体基因组研究。选取美国菌株RA14-2与中国菌株3608进行de novo测序，发现明尼苏达被毛孢基因组结构变异明显，存在大量的转座重复序列，67％的基因组区域具有良好的共线性关系。对明尼苏达被毛孢的群体基因组分析主要包括系统进化和群体遗传结构推断、基因组遗传变异以及正选择分析。我们发现:基于单核苷酸多态性位点和单拷贝直系同源基因的系统进化分析以及遗传结构推断，均支持明尼苏达被毛孢中国种群和美国种群在系统进化上形成两个不同的分支。基于基因模型和5kb滑动窗口模型比较群体基因组遗传变异时，发现参考基因组对遗传变异分析的结果影响很大，中国种群和美国种群的基因组变异主要存在于非编码区。因此，不依赖参考基因组的OrthoMCL方法更适合分析明尼苏达被毛孢的遗传变异。明尼苏达被毛孢中国种群的多态性位点和核苷酸多样性均显著高于美国种群，中国种群的Tajimas D为负值，推测经历种群扩张或正选择;美国种群的Tajimas D为正值，推测经历瓶颈效应或平衡选择。中国种群和美国种群的交配型基因分别为MAT1-1和MAT1-2，推测明尼苏达被毛孢行异宗配合。利用种群分化系数FST和McDonald-Kreitman(MK)检验两种方法，检测明尼苏达被毛孢中国种群和美国种群基因组上分化最大的区域或基因。FST分析发现:50个分化程度最高的滑动窗口中包含25个基因，其中含有CFEM结构域的基因在明尼苏达被毛孢中国种群和美国种群之间发生显著分化，且8个固定变异位点均位于CFEM结构域内部，该结构域在多种病原菌中被证实与致病性有关;MK检验发现204个基因受到强烈的正选择，其中蛋白酶活性相关的基因发生最显著的富集(p＜0.01)，蛋白酶对线虫体壁的软化和降解有重要作用;204个正选择基因中有85个在Pathogen-Host Interaction(PHI)数据库中有同源基因，是明尼苏达被毛孢基因组中潜在的毒力因子。因此，我们推测这些基因可能与明尼苏达被毛孢的种群分化及本地适应性有关。　　本地适应性实质上是基因流与自然选择平衡的结果，要理解和揭示适应性产生的动态变化和遗传机制，有必要进行实验室进化研究。继代侵染是研究寄生适应性进化的经典手段，通常表现为寄生率随侵染代时的增加而提高，寄生物对其继代侵染寄主的寄生率高于非继代侵染寄主。　　我们以明尼苏达被毛孢中国菌株3608和美国菌株RA14-2作为出发菌株，分别接种分离自中国和美国的4个大豆胞囊线虫种群(SCN_SD、SCN_DB、SCN_37和SCN_14)，其中SCN_DB和SCN_37来自被毛孢流行区，SCN_SD和SCN_14来自非被毛孢流行区。设置对照组，与实验组同步转接菌株，但不接种线虫。每个处理设置4个重复，每一代时共计40个样本。继代侵染实验在12孔板上进行，大约25天完成一个侵染循环。测定第5、10、15、20和25代适应代时的菌株对4个大豆胞囊线虫种群的寄生率，我们发现:随着适应代时的增加，RA14-2菌株对SCN_SD和SCN_14种群的寄生率呈现升高的趋势，第25代适应代时菌株的寄生率显著高于第5代适应代时的菌株(p＜0.05)，表现出对寄主的适应性进化趋势。比较不同适应代时的菌株对继代侵染寄主和非继代侵染寄主的寄生率，我们发现:在第5、10、15、20和25代适应代时，明尼苏达被毛孢RA14-2菌株对继代侵染寄主SCN_14种群的寄生率均显著高于某一或全部非继代侵染寄主，表明RA14-2菌株对继代侵染寄主SCN_14种群发生适应性进化。　　实验室进化是一个长期性和系统性的工作，积累足够适应代时的菌株，是实验室进化研究的基础和关键。目前，明尼苏达被毛孢寄生大豆胞囊线虫的实验室进化工作还在继续，基于已完成的25代适应代时的菌株（共计1000个样本），综合考虑对继代侵染寄主和非继代侵染寄主的寄生率，我们认为:明尼苏达被毛孢RA14-2菌株对SCN_14种群发生适应性进化。RA14-2与SCN_14可以作为将来深入研究明尼苏达被毛孢对大豆胞囊线虫寄生适应性进化的良好材料，通过继代侵染实验积累更多的适应代时后，对具有典型适应表型的菌株进行转录组或基因组测序，可以揭示明尼苏达被毛孢寄生大豆胞囊线虫的适应性进化机制，从种间关系和进化生物学的角度，为大豆胞囊线虫乃至植物寄生线虫的生物防治提供理论支持。