疫霉菌(Phytophthora)能侵染几乎所有的双子叶植物,对农业、林业以及生态环境造成严重危害。辣椒疫霉(Phytophthora capsici)和大豆疫霉(Phytophthora sojae)是其重要成员。病原卵菌在侵染宿主植物时会分泌大量的效应子来促进侵染,这些效应子主要包括RxLR和CRN两大类。本研究通过对辣椒疫霉6个RxLR效应子和大豆疫霉1个CRN效应子进行功能分析,初步揭示了这些效应子在致病中的作用。本研究主要获得如下结果:辣椒疫霉中RxLR242同源基因的鉴定与功能分析:辣椒疫霉中单个RxLR效应子与寄主和非寄主的互作情况少有报道。前期的结果表明,RxLR242能引起细胞坏死;沉默RxLR242提高了辣椒疫霉对寄主植物本氏烟的侵染能力,且能侵染非寄主植物普通烟。本研究在辣椒疫霉3个不同的菌株中共鉴定到14种RxLR242的同源基因,但是它们只编码7种RxLR242蛋白。随后在本氏烟和普通烟中分别瞬时表达这7种蛋白,发现其中5种能诱导细胞死亡,2种不能。同时,通过蛋白序列比对分析发现7种同源蛋白表现出诱导细胞坏死活性的分化可能是由于第101位氨基酸由亮氨酸(L)突变成精氨酸(R)所致。进一步研究发现,2种不能诱导细胞死亡的蛋白能抑制其他5种蛋白所诱导的细胞死亡。以上结果说明,RxLR242在辣椒疫霉不同菌株中存在多态性;不同RxLR242同源物之间存在诱导细胞死亡活性的分化,并且这种分化可能是由于单个氨基酸突变所致;不能诱导细胞死亡的同源物蛋白有抑制诱导的细胞死亡的活性。辣椒疫霉中5个RxLR效应子的功能研究:辣椒疫霉中RxLR效应子在辣椒疫霉中的毒性功能尚不清楚。前期通过烟草瞬时表达发现RxLR22、RxLR25和RxLR103能引起细胞坏死,同时利用酵母双杂系统鉴定出RxLR103、RxLR172能与抗性相关蛋白互作。为了检测这些基因对辣椒疫霉毒性的影响,通过原生质体转化的方法对上述基因进行沉默,进一步通过致病性分析和菌丝定殖检测发现,沉默这5个基因都显著降低了辣椒疫霉的致病力。以上结果说明,辣椒疫霉中的5个RxLR基因在辣椒疫霉侵染宿主植物的过程中发挥着毒性功能。PsCRN161通过上调表达抗性相关基因来提高植物对生物和非生物胁迫的耐受性:本研究前期证明,大豆疫霉中的PsCRN161具有细胞死亡抑制活性,PsCRN161定位在宿主植物细胞核,PsCRN161转基因植株抗病性以及耐旱、耐盐的能力有所提高。但是其分子机制依然不清楚,为了解析其分子机制,本研究通过数字基因表达谱分析发现,PsCRN161转基因植株中出现一系列抗性相关的差异表达基因,包括ABC转运蛋白基因、细胞素P450基因和细胞受体类激酶(RLK)基因等,选取其中有代表性的基因进行定量检测,结果发现与数字基因表达谱相似,这些抗性相关基因在PsCRN161转基因植株中显著上调表达。以上结果说明PsCRN161可能是通过正向调控抗性相关基因来的表达来提高植物对生物和非生物胁迫的耐受性。