稻曲病菌(Ustilaginoidea virens(Cooke)Takah(Teleomorph:Villosiclava virens)引起的稻曲病是水稻穗部上的真菌病害。目前该病害已成为水稻上新的重要病害之一,给水稻生产带来了严重的威胁。同时,其产生的稻曲毒素不仅影响稻谷品质,而且危害人畜的健康安全。尽管稻曲病菌全基因组测序已经完成,但目前对它的致病分子机制研究甚少。本论文主要对稻曲病菌中的腺苷酸环化酶UvAc1和磷酸二酯酶UvPdeH的生物学功能进行了研究。研究结果对了解该病菌的致病分子机制具有重要的理论意义,同时可为新型药剂的开发提供潜在靶标。主要研究结果如下:环腺苷单磷酸(cAMP)信号通路在调控真核生物的生长发育和致病过程中具有重要作用,cAMP作为第二信使可激活下游信号通路。细胞内cAMP水平主要由腺苷酸环化酶(ACs)合成和磷酸二酯酶(PDEs)水解进行生物催化调节。在本论文中,我们鉴定了水稻稻曲病菌的腺苷酸环化酶(UvAc1)和对cAMP具有高亲和力的磷酸二酯酶(UvPdeH),这两个蛋白分别是水稻稻瘟病菌中MoMac1和MoPdeH的同源蛋白。异源回补实验显示,UvAc1和UvPdeH均可部分或完全回补稻瘟病菌ΔMomac1和ΔMopdeH突变体的生长、产孢、附着胞形成和致病力等表型缺陷。进一步采用CRISPR/Cas9和同源重组技术获得了 UvAc1和UvPdeH在稻曲病菌中的敲除突变体,并对突变体进行了一系列的表型分析。结果显示,ΔUvac1和ΔUvpdeH突变体在稻曲病菌分生孢子的产生、孢子形态和孢子萌发中均出现缺陷;突变体致病能力显著降低,其培养滤液毒性降低。胁迫实验显示,ΔUvac1对荧光增白剂(CFW)、氯化钠(NaCl)和山梨糖醇(Sorbitol)表现为更加敏感,对刚果红(CR)敏感性降低,而ΔUvpdeH对十二烷基硫酸钠(SDS),刚果红,山梨糖醇及过氧化氢(H2O2)的敏感性增加,对CFW和NaCl敏感性降低。高效液相色谱法(HPLC)测定结果显示,ΔUvpdeH突变体胞内cAMP水平显著上升,ΔUvac1突变体显著下降。此外,外源添加磷酸二酯酶抑制剂IBMX处理的野生型菌株表现出与ΔUvpdeH突变体相似的表型。综上所述,我们的研究结果表明UvAc1和UvPdeH是cAMP信号通路的保守组分,对稻曲病菌的营养生长、无性繁殖、胁迫应答、致病力和胞内cAMP水平均具有重要的调控作用。