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稻瘟病菌是水稻上最为重要的病害之一，它影响水稻产量和质量，每年都会造成严重的经济损失并威胁粮食安全，研究水稻稻瘟病的作用机制和相关功能有重要的科学价值和意义。
腺苷酸环化酶相关蛋白是cAMP途径的关键酶类，它将ATP转化为cAMP，而cAMP是胞内第二信使，在信号传导方面十分关键。稻瘟菌中的腺苷酸环化酶（CAP）被报道参与菌丝生长，产孢，附着胞形成还调控体内cAMP水平。实验室前期研究发现十字花科炭疽菌中存在两段与稻瘟菌MoCAP蛋白结构相近的同源蛋白，将这两段十字花科基因分别回补至疏棉状菌CAP突变体时，能够不同程度的恢复其功能缺陷，发现两段基因分别调控不同功能，猜测MoCAP中存在两段不同功能的区段。借助疏棉状菌生长迅速，产孢高效，转化体系成熟的优势，我们希望通过将稻瘟菌MoCAP基因全段及分区段的回补至疏棉状菌中，研究不同功能区段的功能，同时研究MoCAP在疏棉状菌中的功能差异性。
通过前期对疏棉状菌CAP敲除突变体的获得，进行了其自身基因的回补得到ΔCAP/CAP。通过与十字花科炭疽菌两段蛋白分析对比，将稻瘟菌CAP的氮端基因（氨基酸序列1-347，下称该片段为MoCAP-N）和碳端基因（氨基酸序列347-533，下称该片段为MoCAP-C）分别回补至疏棉状菌突变体ΔCAP中，得到两个区段互补突变体体ΔCAP/MoCAP-N与ΔCAP/MoCAP-C。作为对照，将稻瘟菌MoCAP基因全长回补至ΔCAP突变体中，得到ΔCAP/MoCAP。
对比表型分析发现，稻瘟菌MoCAP基因回补至疏棉状菌突变体后，恢复了疏棉状菌的缺陷（生长速率，产孢量和寿命），再一次表明了同源CAP基因间的功能相似性（MoCAP回补至酿酒酵母CAP突变体也可恢复其缺陷）。同时区段互补突变体ΔCAP/MoCAP-N和ΔCAP/MoCAP-C均能部分的恢复ΔCAP的营养生长缺陷。但在产孢方面，稻瘟菌两个区段的回补呈现出明显的功能差异。ΔCAP/MoCAP-N的孢子产量大幅度的减少，甚至低于疏棉状菌敲除突变体ΔCAP，而ΔCAP/MoCAP-C的孢子产量却有所提升，甚至达到疏棉状菌野生型的水平，显示MoCAP基因氮端片段对孢子形成具有负调控作用，而MoCAP碳端片段则具有正调控作用。同营养条件下，孢子的大量形成势必导致营养生长的缺陷。本研究还对各突变体的寿命进行了比较。研究证实，ΔCAP/MoCAP-C在持续培养条件下生长速率显著降低，生长接近停滞，寿命降低。而ΔCAP/MoCAP-N的寿命则略微提高，高于疏棉状菌敲除突变体ΔCAP，证实菌丝生长与产孢之间的负相关性。此外，外源cAMP能一定程度恢复ΔCAP/MoCAP-N的孢子产量，但不能完全达到野生型的产量，猜测稻瘟菌中MoCAP-C基因确实对cAMP的产生起到一定作用。逆境实验分析显示各突变体与野生型有着相似的生长受限，表明MoCAP及其各区段在疏棉状菌中对H2O2不敏感，与细胞壁完整性无关。
综上表明，稻瘟菌MoCAP在功能上与疏棉状菌CAP功能相似，稻瘟菌MoCAP及其两个区段都与营养生长有关；其中MoCAP-N功能区段（氨基酸序列1-347）是孢子形成的负调控片段并使菌丝寿命增加，而MoCAP-C功能区段（氨基酸序列374-531）则是孢子形成的正调控片段，使菌丝寿命减少，两个片段在全长MoCAP基因中发挥整合效应参与疏棉状菌的菌丝生长发育、孢子形成和衰老过程；MoCAP在可能疏棉状菌中与cAMP的合成相关，不同区段主导调节细胞内cAMP的水平。
腺苷酸环化酶相关蛋白是cAMP途径的关键酶类，它将ATP转化为cAMP，而cAMP是胞内第二信使，在信号传导方面十分关键。稻瘟菌中的腺苷酸环化酶（CAP）被报道参与菌丝生长，产孢，附着胞形成还调控体内cAMP水平。实验室前期研究发现十字花科炭疽菌中存在两段与稻瘟菌MoCAP蛋白结构相近的同源蛋白，将这两段十字花科基因分别回补至疏棉状菌CAP突变体时，能够不同程度的恢复其功能缺陷，发现两段基因分别调控不同功能，猜测MoCAP中存在两段不同功能的区段。借助疏棉状菌生长迅速，产孢高效，转化体系成熟的优势，我们希望通过将稻瘟菌MoCAP基因全段及分区段的回补至疏棉状菌中，研究不同功能区段的功能，同时研究MoCAP在疏棉状菌中的功能差异性。
通过前期对疏棉状菌CAP敲除突变体的获得，进行了其自身基因的回补得到ΔCAP/CAP。通过与十字花科炭疽菌两段蛋白分析对比，将稻瘟菌CAP的氮端基因（氨基酸序列1-347，下称该片段为MoCAP-N）和碳端基因（氨基酸序列347-533，下称该片段为MoCAP-C）分别回补至疏棉状菌突变体ΔCAP中，得到两个区段互补突变体体ΔCAP/MoCAP-N与ΔCAP/MoCAP-C。作为对照，将稻瘟菌MoCAP基因全长回补至ΔCAP突变体中，得到ΔCAP/MoCAP。
对比表型分析发现，稻瘟菌MoCAP基因回补至疏棉状菌突变体后，恢复了疏棉状菌的缺陷（生长速率，产孢量和寿命），再一次表明了同源CAP基因间的功能相似性（MoCAP回补至酿酒酵母CAP突变体也可恢复其缺陷）。同时区段互补突变体ΔCAP/MoCAP-N和ΔCAP/MoCAP-C均能部分的恢复ΔCAP的营养生长缺陷。但在产孢方面，稻瘟菌两个区段的回补呈现出明显的功能差异。ΔCAP/MoCAP-N的孢子产量大幅度的减少，甚至低于疏棉状菌敲除突变体ΔCAP，而ΔCAP/MoCAP-C的孢子产量却有所提升，甚至达到疏棉状菌野生型的水平，显示MoCAP基因氮端片段对孢子形成具有负调控作用，而MoCAP碳端片段则具有正调控作用。同营养条件下，孢子的大量形成势必导致营养生长的缺陷。本研究还对各突变体的寿命进行了比较。研究证实，ΔCAP/MoCAP-C在持续培养条件下生长速率显著降低，生长接近停滞，寿命降低。而ΔCAP/MoCAP-N的寿命则略微提高，高于疏棉状菌敲除突变体ΔCAP，证实菌丝生长与产孢之间的负相关性。此外，外源cAMP能一定程度恢复ΔCAP/MoCAP-N的孢子产量，但不能完全达到野生型的产量，猜测稻瘟菌中MoCAP-C基因确实对cAMP的产生起到一定作用。逆境实验分析显示各突变体与野生型有着相似的生长受限，表明MoCAP及其各区段在疏棉状菌中对H2O2不敏感，与细胞壁完整性无关。
综上表明，稻瘟菌MoCAP在功能上与疏棉状菌CAP功能相似，稻瘟菌MoCAP及其两个区段都与营养生长有关；其中MoCAP-N功能区段（氨基酸序列1-347）是孢子形成的负调控片段并使菌丝寿命增加，而MoCAP-C功能区段（氨基酸序列374-531）则是孢子形成的正调控片段，使菌丝寿命减少，两个片段在全长MoCAP基因中发挥整合效应参与疏棉状菌的菌丝生长发育、孢子形成和衰老过程；MoCAP在可能疏棉状菌中与cAMP的合成相关，不同区段主导调节细胞内cAMP的水平。