香蕉枯萎病又称香蕉镰刀菌枯萎病、香蕉巴拿马病,俗称香蕉黄叶病。香蕉枯萎病是一种土传性的维管束病害,可以通过病苗、病土、带菌耕作工具、灌溉水等途径传播。自1874年在澳大利亚被发现以来,已经在中、南美洲、亚洲等世界各国发生,并对香蕉产业造成巨大损失。本研究通过研究香蕉枯萎病菌侵染过程以及筛选与病程相关的基因为进一步研究侵染机制提供一定理论依据,对今后利用香蕉枯萎病抗病基因工程手段培育抗病品种具有重要意义。为研究香蕉枯萎病菌侵染香蕉根系过程,本实验利用转化GFP基因的尖孢镰刀菌4号生理小种侵染巴西蕉(Musa acuminate L. AAA group cv. Brazilian)苗根系,通过荧光显微镜进行镜检观察,直观的观察到分生孢子在根系表面的附着、繁殖及侵入过程。根据观察结果将枯萎病菌侵染根系的过程分为三个时期：侵染前期,分生孢子吸附于根系表面,在适宜条件下萌发形成菌丝体,菌丝优先沿细胞间隙伸长生长,没有菌丝侵染至根系内部；侵染中期,菌丝体在细胞间隙大量繁殖,并在根系外围形成网络结构,菌丝开始侵入表皮细胞,一些分生孢子在细胞内部大量繁殖,并填满整个细胞,少量菌丝开始侵入根系皮层；侵染后期,菌丝沿根系表皮细胞生长扩大到更大范围,形成的网络结构已经将根系完全包裹住,并深入根系内部,大部分菌丝由外向内侵入根系,直至维管束部分,有极少量的菌丝会沿着根系导管生长,菌的侵染可由下至上转移至假茎中。所以,香蕉枯萎病菌的侵染是菌丝由根系逐渐向内向上传播的过程,而非之前推测的是由于导管的运输将菌的孢子运送至香蕉假茎中再进行增殖的过程。在此基础上,选取发病不同时期的对照和侵染香蕉苗根系,提取总RNA,反转录为cDNA第一链,并以此为模板,采用半定量RT-PCR的方法对本实验室已经构建的香蕉cDNA文库中的30个基因进行差异表达分析,初步筛选与枯萎病病菌侵染病程相关的基因。结果分析表明,相对于未经侵染的对照植株有21个基因有下调表达的趋势,4个基因有上调表达的趋势,3个基因无明显的变化规律,2个基因的表达没有明显变化。几丁质酶基因是目前发现的具有明显抗真菌效果的基因。本实验通过几丁质酶基因的促进剂和抑制剂对香蕉苗根系进行预处理,并在不同时间段对几丁质酶基因的表达和酶活进行测定。结果显示几丁质酶基因受到促进剂水杨酸的促进,表达量上升,相应酶活性有所提高,能够延缓发病时间,茶碱抑制了几丁质酶基因的表达,相应酶活性下降,使枯萎病发病症状提前。