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细胞壁完整性途径(CWI-MAPK)是真核细胞中重要的MAPK信号转导途径之一,该途径主要参与调控细胞壁组分的生物合成和细胞周期。SLT2基因是真菌CWI-MAPK途径中重要的MAPK基因,该类基因与真菌的细胞壁完整性密切相关,但在玉米大斑病菌中有关该类基因的功能尚未见报道。本研究利用生物信息学技术,在玉米大斑病菌中鉴定出了酿酒酵母的ScSLT2的同源基因,将其命名为StSLT2,并分析了该基因结构特征;进一步利用靶基因敲除技术,获得了该基因敲除突变体,通过比较突变体与野生型(WT)菌株在生长发育、细胞壁形态建成及致病性等方面的差异,初步明确了该基因的功能。该研究不仅明确了玉米大斑病菌StSLT2的功能,也为进一步阐释CWI-MAPK的调控机制奠定了基础。主要研究结果如下:1.通过与酿酒酵母的ScSLT2基因进行比对,在玉米大斑病菌数据库中鉴定得到了SLT2同源基因,将其命名为StSLT2。利用生物信息学技术分析了该基因的结构特征,发现该基因DNA全长为5842 bp,cDNA全长为3105 bp,包含13个外显子和12个内含子,编码1034个氨基酸;该蛋白包含S TKc保守结构域,在该区域内包含一个典型的MAPK蛋白激活域(TEY);对该蛋白的系统发育分析表明,玉米大斑病菌与玉米小斑病菌、白菜黑斑病菌的SLT2基因之间的进化关系最近。2.以pBluescriptⅡSK(-)载体为骨架,构建了含有草铵膦抗性的StSLT2基因敲除载体SLT2-pBluescriptⅡSK(-)。通过PEG介导的遗传转化方法,将敲除载体转入到病菌的原生质体中,通过草铵膦抗性筛选、StSLT2特异引物PCR、RT-PCR验证,获得了2株StSLT2基因敲除突变体,将其分别命名为ΔStSLT2-1、ΔStSLT2-2。3.与WT菌株相比,突变体菌落的生长率速率显著降低,菌落颜色为灰白色,颜色变浅,气生菌丝更加致密,边缘更加明显,没有分生孢子的产生,黑色素含量显著降低。表明StSLT2基因参与调控病菌的生长发育。4.显微观察发现,与WT相比,突变体菌丝分支明显增加,且尖端有膨大现象。对菌丝细胞进行CFW染色,发现突变体菌丝尖端的几丁质合成旺盛;突变体中几丁质含量均显著升高,β-葡聚糖含量显著降低;进一步通过比较突变体与WT菌株对细胞壁敏感性物质的耐受性发现,在100μg/mL刚果红、20μg/mLCFW和0.01%SDS处理时,基因敲除突变体的敏感性均显著降低,表明StSLT2基因参与调控玉米大斑病菌细胞壁的发育。5.对突变体的菌丝进行诱导,观察附着胞的发育情况,发现突变体在24 h时菌丝开始萌发形成细长芽管,36 h芽管尖端膨大,48 h形成大量成熟的多重附着胞,60 h有部分附着胞已经形成了侵染丝,并能够穿透玻璃纸。与WT菌株相比,突变体的附着胞发育延迟了24 h,且侵染丝的形成率显著降低。致病性分析发现,WT菌株和突变菌株均可以侵染并定殖B73玉米叶片,但突变体形成的病斑时间延迟且病斑面积小于WT菌株形成的病斑。表明StSLT2基因参与调控玉米大斑病菌附着胞发育和致病性。6.利用RNA-Seq技术分析了StSLT2基因在菌丝、分生孢子、芽管、附着胞、侵入钉等5个时期的表达模式,发现该基因在这5个时期均有不同水平的表达,在分生孢子发育时期的表达量最高,在芽管形成时期表达水平最低。