稻瘟病是水稻上最重要的真菌病害之一,对稻瘟病的研究与防治备受国内外学者关注。目前,在分子水平上揭示稻瘟病菌致病机理的研究已取得许多有意义的进展,但在利用稻瘟病菌致病缺陷突变体诱导水稻抗病性方面尚未有较系统的研究,开展这一方面的探索可为稻瘟病的绿色防控积累研究材料与数据,具有重要意义。本研究主要在筛选和鉴定稻瘟病菌致病缺陷T-DNA插入突变体的基础上,测定部分致病缺陷突变体诱导水稻的抗瘟反应,并进一步测定了一些抗病性相关酶类的活性和病程相关蛋白基因的表达,取得以下研究结果:1.获得23个致病缺陷T-DNA插入突变体采用农杆菌介导转化法获得了5707个稻瘟病菌T-DNA插入转化子。通过大麦离体致病性测定,筛选出23个致病缺陷突变体。经过表型分析后发现,其中6个突变体丧失产孢能力,7个突变体具备产孢能力,但分生孢子不能在疏水表面形成附着胞,10个突变体能产孢和形成附着胞,但致病力有不同程度的减弱或丧失。采用TAIL-PCR、Nested Inverse PCR等方法,获得了7个突变体的T-DNA插入位点的侧翼DNA序列,经生物信息学分析发现,这些T-DNA标记基因(菌株)分别为MGG＿06637(D919)、MGG＿17198(D1308)、MGG＿04296(D2902)、MGG＿07619(D3519)、MGG＿04677(D4241)、MGG＿05883(D4979)和MGG＿02696(D5338)。上述基因和其它突变体T-DNA标记基因的生物学功能有待进一步研究。2.稻瘟病菌致病缺陷突变体处理水稻可提高抗瘟性分别选用本文获得的稻瘟病菌致病缺陷突变体菌株D4979和D3519,及突变体Δmst12和Δznf1作为诱导菌株对水稻品种Co39进行孢子悬浮液(浓度5×10~4个/m L)喷雾处理,其中突变体D4979和Δmst12能在疏水表面形成附着胞,而D3519和Δznf1则丧失形成附着胞的能力。诱导接种2天后,用野生型菌株Guy11进行挑战接种,5天后统计发病率和病情指数,结果显示经诱导处理的水稻病情指数均显著低于对照组(清水处理),病情减轻在33.83%到40.48%之间,但不同诱导突变体处理组之间的病情没有显著性差异。上述研究结果显示,稻瘟病菌致病缺陷突变体可诱导水稻产生抗瘟性,突变体是否形成附着胞对诱导抗瘟性影响不明显。3.稻瘟病菌致病缺陷突变体激活水稻抗病性的机制初探分别用诱导菌株D4979、Δmst12、D3519和Δznf1的孢子悬浮液(浓度同上)喷雾处理Co39幼苗叶片。经测定发现,喷雾处理1天后,诱导菌株处理的叶片中活性氧保护酶系的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性显著高于对照组(清水处理);多酚氧化酶(PPO)活性在第3天显著高于对照组;苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性在3天内均显著高于对照组,第3天达到峰值。表明,稻瘟病菌致病缺陷突变体诱导处理可显著提高水稻叶片内的SOD、POD、PPO和PAL活性,SOD和POD对诱导的响应比PPO和PAL更为迅速。进一步用荧光定量PCR的方法,测定诱导处理后部分防御基因在水稻叶片中的表达,结果显示病程相关蛋白基因PR1b、PR4、PR5和JIOs PR10表达水平显著上调,而Cht-1和CHS的表达水平受诱导处理的影响较小。PR1b和PR4的表达水平在诱导处理后第7天达到最高,PR5和JIOs PR10则在第1天达到最高。初步研究结果表明,利用稻瘟病菌致病缺陷突变体可诱导和提高水稻的抗瘟性,抗瘟性的提高可能与水稻叶片内SOD、POD、PPO和PAL酶活性上升,及病程相关基因PR1b、PR4、PR5和JIOs PR10表达水平的上调有关。本研究探索了利用稻瘟病致病缺陷突变体诱导水稻抗病性进行稻瘟病的绿色防控的可行性,研究结果具有较好的应用前景。