由卵菌致病疫霉（Phytophthora infestans）引起的马铃薯晚疫病是当前马铃薯生产中第一大病害，严重时可造成绝收。病菌可通过分泌效应蛋白作用于寄主植物从而造成寄主被侵染部分快速坏死。致病疫霉基因组的破译和生物信息学的发展为研究该病原菌坏死基因家族的系统演化和致坏死功能分析提供了机会。本研究在致病疫霉基因组学分析的基础上，选择了NPP1-like与PcF/SCR-like坏死基因家族对其系统发育和致坏死功能进行研究，为揭示致病疫霉高度的变异能力和致病机理提供依据。本研究主要结果如下:　　1.PcF/SCR-like与NPP1-like家族中绝大多数基因以基因簇的形式存在。系统发育分析表明不同来源的131条NPP1序列可以分为6个分支，绝大多数的真菌与卵菌均可单独聚类，但其中也有个别基因交织在一起，其中大豆疫霉EGZ20282和EGZ20288基因聚在了真菌的分支中，而真菌基因(EPQ27597)也聚在了卵菌的分支中，这说明在卵菌与真菌中，NPP1基因家族基本上是随病菌类群在演化，但个别基因在演化的过程中有趋同进化的现象。卵菌中41个PcF-like和SCR74家族基因可以分为2大分支，其中致病疫霉SCR74家族基因，以及1个PcF/SCR-like基因归为一类，其余卵菌中不同来源的PcF-like基因归为另一类，说明SCR74家族基因虽然与PcF-like家族基因序列非常相似，但是在进化中仍属于不同的两类。　　2.NPP1-like与PcF/SCR-like基因家族中不同基因对植物的致坏死能力不同。通过RT-PCR获得基因cDNA全长序列，利用农杆菌介导的瞬时表达体系在本生烟（Nicotiana benthamiana）中对所选基因进行致坏死功能分析。在被选的6个NPP1-like基因中，PiNLP17、PiNLP29和PiNLP36可引起本生烟急剧皱缩和坏死，而PiNLP24、PiNLP39和PiNLP35这3个基因仅可导致叶片黄化。在PcF/SCR-like家族中，不同基因的致坏死功能与该基因所编码蛋白中的二硫键密切相关，所编码蛋白含有3-4个二硫键的基因(PcF/SCR.6、PcF/SCR.10和PcF/SCR.1)可引起本生烟坏死，但不含二硫键的基因PcF/SCR.8仅可导致接种叶片黄化。　　3.以PiNLP17为研究对象，分析了潜在活性位点在NPP1-like家族基因致坏死功能中的作用。利用over-lap PCR方法定点突变基因PiNLP17的潜在活性位点，同时构建活性位点突变后的重组表达质粒，并通过农杆菌注射接种本生烟研究各预期活性位点在基因致坏死功能中所起的作用。结果发现D9A、E22A和D20A等3个氨基酸位点的突变可破坏基因PiNLP17所编码蛋白的致坏死功能，接种叶片仅出现轻微的黄化现象，然而H17A位点氨基酸的突变对该基因的致坏死功能没有任何影响，注射接种7d后，本生烟叶片仍表现出皱缩坏死的症状。这表明NPP1-like家族中所编码蛋白特定的活性位点对于其致坏死功能的发挥着非常重要的作用。　　4.在PcF/SCR-like家族基因中，基因所编码蛋白的二硫键数量在基因的致坏死功能中具有重要作用。选取具有4个二硫键的PcF/SCR.1为研究对象，点突变该基因编码蛋白的第99、100、104和110位上的半胱氨酸，将相应的半胱氨酸(C)突变为丙氨酸(A)，构建缺失二硫键突变体的重组质粒，并在本生烟中进行瞬时表达。当仅突变110位半胱氨酸，或者同时突变99位和110位两个位点的半胱氨酸时，PcF/SCR.1基因的致坏死功能并没有受到影响。但当半胱氨酸的突变个数增加到3个(C99/100/110A)或者4个(C99/100/104/110A)时，接种烟草叶片没有出现坏死症状。　　5.NPP1-like和PcF/SCR-like家族基因在致病疫霉侵染马铃薯过程中具有不同的表达模式，可分为3种类型。基因PiNLP7、PiNLP29、PiNLP36和PcF/SCR.1在营养阶段及侵染前期表达量上调不明显，而到了侵染后期的某一阶段(IF48及IF60)基因的表达量急剧上升，出现一个表达峰值，其中PiNLP17的上调趋势尤为突出;PiNLP35和PcF/SCR.8在营养阶段及整个侵染期基因的表达量均有上调，但并没有特定阶段表达峰值的出现;PiNLP24表达量上调幅度小，并且表达峰值出现在游动孢子阶段。家族的基因具有不同的表达模式，说明这些基因在病原菌侵染寄主的过程中发挥着不同的作用。同样，基因的致坏死能力与表达量有关。对于不具有致坏死功能的基因（PiNLP24、PiNLP35和PcF/SCR.8）而言，其表达量上调的水平明显低于有致坏死功能的基因，说明基因在植物体内的表达量与功能之间有密切联系。