小麦赤霉病是世界上小麦生产过程中的一种重要病害,而禾谷镰刀菌是引起小麦赤霉病的最主要的病原菌。感染赤霉病的小麦植株不仅减产严重,而且小麦籽粒的质量也严重下降,赤霉菌产生的毒素存储在小麦籽粒中更会危机人畜生命。禾谷镰刀菌有性过程中形成子囊壳,子囊孢子成熟后从子囊壳中迸发喷射到空气中,借助空气、雨水等进行传播。小麦扬花期,子囊孢子喷发的数量决定了当年小麦赤霉病的发病程度。因此,研究禾谷镰刀菌有性生殖对于指导小麦赤霉病的防治具有重要意义。本研究是针对前期构建的未知功能蛋白突变体库中的296个突变体进行了有性生殖筛选,发现四个基因缺失突变体在有性过程出现缺陷——Fg592,Fg600,Fg307,Fg970。Fg592,Fg600突变体不能产生子囊壳。Fg307,Fg970突变体能产生子囊壳,子囊壳大小、疏密程度与野生型相似,但其子囊壳顶端不能形成正常的孢子角。Fg307,Fg970蛋白生物信息学分析结果显示,它们暂无保守功能结构域,含有多个糖基化位点和保守氨基酸。对Fg307,Fg970突变体的生物学特性研究发现,Fg307,Fg970基因的缺失对禾谷镰刀菌的生长速度、菌落形态、分生孢子量,分生孢子形态以及分生孢子的萌发没有影响。压力筛选实验表明Fg307,Fg970基因的缺失不会影响禾谷镰刀菌的抗盐性、氧分压敏感性以及细胞壁和细胞膜的功能。对Fg307,Fg970突变体进行致病力测定发现Fg307,Fg970突变体致病力没有变化。但Fg307,Fg970基因的缺失影响禾谷镰刀菌的有性生殖。通过对子囊壳成熟过程的观察发现,Fg307突变体的子囊壳顶端能形成孢子角,但其形成孢子角的子囊壳的数量以及单个子囊壳顶端产生的孢子角都明显减少。在子囊孢子喷射实验中,Fg307基因缺失突变体相对野生型PH-1子囊孢子喷发数量明显减少。通过压开子囊壳持续观察子囊孢子的形成过程发现,Fg307突变体的子囊内只能形成1-2个子囊孢子,说明Fg307基因影响子囊孢子的形成过程。对于Fg970基因缺失突变体,其子囊壳顶端不能产生孢子角,同时子囊壳也不能喷发子囊孢子。压开子囊壳持续观察发现,Fg970失突变体子囊壳内的子囊孢子提前萌发,并缠绕在一起。实时荧光定量PCR证明Fg307,Fg970基因在孢子和菌丝时期表达量非常低,在成熟的子囊壳时期表达量显著上升,说明Fg307,Fg970基因在禾谷镰刀菌的有性生殖过程中具有重要的作用。