通过对Tilletia controversa不同发育阶段的转录组进行分析，发现了与生长相关的几丁质合成酶基因

《Current Research in Microbial Sciences》：Transcriptome analysis of different developmental stages of Tilletia controversa revealed Chitin synthases genes for growth

小麦矮缩病菌Tilletia controversa发育阶段转录组分析及chitin synthases功能研究。通过RNA-Seq比较三阶段（菌丝原期、初生分生孢子期、次生分生孢子期）转录组，发现980个DEGs，GO和KEGG分析显示其调控菌丝生长相关代谢通路。鉴定TcChs1和TcChs2持续上调基因，敲除后菌丝生长受阻且抗逆性下降。该研究揭示病原菌分生孢子形成关键基因，为病害防控提供新靶点。

　　小麦矮腥黑穗病是由* Tilletia controversa * Kühn引起的一种国际检疫性病害，其严重程度足以导致80%或更高产量的损失。该病害的主要特征是小麦籽粒被黑色的休眠孢子所取代，并释放出具有强烈气味的三甲胺，严重影响小麦的产量和面粉品质。为了深入理解该病原菌的生长发育机制，研究者通过分析其在三个关键发育阶段（原菌丝、初生孢子形成、次生孢子生成）的转录组数据，识别出对病原菌生长起重要作用的基因。研究发现，不同发育阶段的转录组存在显著差异，表明这些基因在病原菌的生命周期中扮演着不同的角色。

在生物信息学分析中，GO（基因本体）分析揭示了差异表达基因（DEGs）主要参与调控菌丝的发育，包括影响大量蛋白质及小分子有机物的代谢和合成。KEGG（京都基因与基因组百科全书）分析进一步表明，这些DEGs涉及氨基酸合成与代谢，以及次级代谢途径，从而促进菌丝的生长和发育。特别地，两种几丁质合成酶基因*TcChs1*和*TcChs2*在三个发育阶段中均表现出持续的上调表达，这表明它们在病原菌的生长过程中具有核心作用。为了验证这些基因的功能，研究者分别进行了基因敲除实验，结果发现缺失*TcChs1*和*TcChs2*的菌株在生长速度和抗应激能力（如 Congo-red、活性氧和渗透胁迫）方面均显著下降。这些发现不仅有助于揭示*T. controversa*的生长和发育过程，也为该病害的防控提供了理论依据。

本研究的重要性在于，它填补了当前关于*T. controversa*关键发育阶段基因表达变化的空白。此前的研究多集中于病原菌的检测和初步的防御机制，而缺乏对病原菌自身在不同发育阶段基因表达模式的系统分析。通过对菌丝发育过程中的基因表达进行深入研究，科学家们能够更准确地识别出哪些基因在病原菌的生长和致病过程中起关键作用。这种系统性的基因表达分析为理解病原菌的生物学特性、代谢途径以及其与宿主的相互作用提供了重要的线索。

此外，研究还通过RNA-Seq技术获取了高质量的转录组数据，其中包含了超过59.69 Gb的清洁数据。这些数据经过处理后，确保了其准确性和可靠性，为后续的基因功能分析奠定了坚实的基础。通过将这些数据与已知的基因表达模式进行对比，研究者发现不同发育阶段的基因表达具有显著的差异性，特别是在次生孢子生成阶段，上调基因的数量明显多于下调基因。这表明在这一阶段，病原菌正在为侵染宿主和维持自身生存做充分的准备。

在实验验证方面，研究者通过定量实时PCR（qPCR）进一步确认了RNA-Seq结果的准确性。选择的四个基因在三个发育阶段的表达模式与RNA-Seq数据一致，表明RNA-Seq结果具有较高的可信度。基因敲除实验的结果也进一步验证了*TcChs1*和*TcChs2*在病原菌生长和应激反应中的关键作用。这些基因的缺失不仅影响了菌株的生长速度，还显著降低了其对多种环境胁迫的抵抗力，这为未来的病害防控策略提供了重要的研究方向。

几丁质合成酶（CHS）在真菌中具有普遍性，是细胞壁合成和维持的重要组成部分。CHS不仅影响菌丝的正常生长和发育，还在孢子形成、细胞壁完整性以及病原菌的致病性中发挥关键作用。通过构建系统发育树，研究者发现*TcChs1*和*TcChs2*在*Tilletia*属中具有高度保守性，表明它们在该属真菌的生长过程中具有相似的功能。这一发现为深入研究*T. controversa*的分子机制提供了新的视角，并可能为开发针对该病原菌的绿色防控手段提供理论支持。

本研究的成果不仅有助于揭示*T. controversa*的生长发育机制，也为相关病害的防控提供了科学依据。通过识别关键基因，科学家们可以更有效地设计针对这些基因的干预策略，从而抑制病原菌的生长和传播。此外，研究还强调了转录组学在理解病原菌生物学特性方面的潜力，展示了其在农业病害研究中的广泛应用前景。未来的研究可以进一步探索这些基因的具体功能，以及它们在病原菌与宿主相互作用中的作用机制，为实现更精准的病害防控提供支持。