卵菌隶属于茸鞭生物界卵菌门,是一类独特的丝状真核生物,进化地位更接近于褐藻和硅藻。卵菌包含多种动植物病原菌,例如曾在十九世纪中叶造成爱尔兰大饥荒的马铃薯晚疫(Judelson&Ahfong 2008)。测序结果显示卵菌基因组结构复杂,富含重复序列,疫霉基因组呈现两种特征差异明显的区域——基因密集区和基因稀疏区(Raffaele et al. 2012),这种独特的基因组特征(2 X geneome)与病原菌的适应性进化具有密切关系。越来越多的证据证明表观遗传学在病原菌对寄主的快速进化方面扮演重要的角色,但在卵菌这一独特的物种中表观基因组及其功能研究尚少(Kasuga&Gijzen 2013)。本课题组通过液相质谱、高通量测序和基因编辑等多种手段对马铃薯晚疫和大豆疫霉的DNA甲基化和组蛋白甲基化进行系统性研究。本研究证明两种疫霉中均存在腺嘌呤六位甲基化(N6-methyladenine/6mA)和多种组蛋白修饰(H3K4me3,H3K9me3, H3K27me3和H3K36me3等),并通过Methylated DNA Immunoprecipitation Sequencing(MeDIP-seq)和Chromatin Immunoprecipitation Sequencing (ChIP-seq)方法绘制了疫霉全基因组表观图谱(Chen et al. 2018)。测序结果显示这些表观修饰分布在疫霉基因组的不同特征区域中,提示染色质表观修饰在植物疫霉菌菌基因组的形成及其调控中发挥重要作用。表观组数据结合转录组数据发现6mA、H3K9me3和H3K27me3参与调节转座子活性和维持基因组稳定性。这些表观基因组修饰为了解疫霉菌基因组提供新方向,同时拓展了人们对病原菌适应寄主进化机制的理解。本研究有望解释作物疫霉菌田间变异规律、鉴定到的病原菌表观调控元件可为新型农药研发提供靶点,为实现作物疫病精准防控提供理论依据。