小麦赤霉病是世界性的麦类病害,每年给麦类的生产带来严重损失。同时被侵染的麦类含有DON及ZEA毒素,有害人类的健康。赤霉病由小麦赤霉病菌(Gibberella zeae)引起,因此开展该病原菌毒素产生机理及致病机制的研究具有重要意义。异三聚体G蛋白(简称G蛋白)在真核生物中广泛存在并且很保守,在信号传递过程中主要起分子开关的作用,参与细胞多种生命活动。在稻瘟病菌、板栗疫病菌和尖孢镰刀菌等3种植物病原真菌中的研究发现,G蛋白对菌丝生长、色素合成、分生孢子形成及萌发、病菌的有性生殖及致病性均具重要的调控作用。由于G蛋白的β亚基和γ亚基在小麦赤霉病菌生长发育、致病过程中的作用机制尚不十分清楚。为了澄清这种作用机制,本文从病菌中克隆到G蛋白的β亚基和γ亚基两个基因,分别命名为GzB1和GzG1。Southern杂交结果显示,GzB1和GzG1在G. zeae基因组中均为单拷贝。进一步通过基因敲除的方法获得Gβ和Gγ的敲除突变体,研究发现△GzB1和△GzG1突变体的分生孢子均是单极性萌发,突变体毒素合成能力下降,在番茄上丧失定殖能力,丧失了对小麦穗部的致病能力；△GzG1突变体的生长速率及孢子产量与野生型和△GzB1突变体相比均显著下降；△GzB1失去了胞外多聚半乳糖醛酸酶活性。SNARE蛋白是一类在真核生物中十分保守的蛋白,在真核生物膜泡的运输和融合中具有重要作用。液泡是膜泡运输过程中重要的细胞器,参与细胞金属离子解毒、渗透压平衡、营养胁迫耐受等调节过程。本文从赤霉病菌中克隆了一个编码SNARE蛋白的基因,命名为GzVAM7,其被认为是VAM7的同系物。GzVAM7含有的SNARE结构域与啤酒酵母Vam7p的SNARE结构域同源性高达29%,与玉米黑粉病菌的Yup1同源性高达40%。Sourthern杂交表明该基因在小麦赤霉病菌基因组中为单拷贝。进一步研究发现,GzVAM7敲除突变体的孢子及幼嫩菌丝的液泡呈碎片状。突变体对金属离子、营养、渗透压胁迫表现敏感,表明突变体在液泡功能上存在缺陷。细胞膜胁迫因子分析发现,突变体对SDS敏感。FM4-64染色在突变体中不能够观察到菌丝顶端的顶体结构。FM4-64跟踪试验表明突变体细胞胞吞作用在一定程度上被阻断,BFA处理可以部分恢复GzVAM7敲除突变体的胞吞作用,表明GzVAM7参与小麦赤霉病菌的胞吞作用,且BFA作用于其下游。同时年发现突变体存在严重的产孢缺陷,且丧失了在番茄上的定殖能力和对小麦麦穗的致病力。综上研究表明GzVAM7既可以维持液泡形态和功能,调控胞吞作用,在小麦赤霉病菌的生长、发育、致病性过程中是一个功能多样化的SNARE蛋白。