由烟草疫霉(Phytophthora nicotianae)引起的樱桃茎腐病是危害我国大樱桃苗木的重要病害之一,由于烟草疫霉隶属于卵菌,一般真菌病害的杀菌剂对其几乎无防治效果,因此研究烟草疫霉与樱桃互作机理,寻找病原菌在侵染过程中的关键基因,对于提出卵菌病害防治新策略具有十分重要的研究意义。本文从对侵染樱桃过程中烟草疫霉转录组的分析入手,初步筛选在侵染过程中具有重要作用的效应分子,并对其功能进行深入研究。主要研究结果如下:1.对烟草疫霉侵染樱桃过程进行转录组分析并筛选候选效应分子:樱桃茎腐病菌烟草疫霉侵染美早(Tieton)樱桃叶片后,取侵染初期和侵染晚期阶段的样品,与菌丝阶段、游动孢子阶段的转录组进行分析比较,与菌丝阶段相比较,侵染初期的病原菌有2017个基因上调表达,有1981个基因下调表达,侵染晚期的病原菌有2223个基因上调表达,有1511个基因下调表达;与游动孢子阶段比较,侵染初期有3277个基因上调表达,2818个基因下调表达,侵染晚期有3582个基因上调表达,2717个基因下调表达。进一步sandwich immunoassay对差异表达的基因进行功能预测和分析,从中鉴定了169个效应分子基因,并根据功能预测将其分为6类,分别为:96个RXLR家族基因、7个Crinker(Crinkling and necrosis protein,CRN)家族基因、29个Elicitins家族基因、12个Transglutaminase elicitors(谷氨酰胺转氨酶)家族基因、5个NLP(Nep1-like proteins)家族基因和20个enzyme inhibitors(酶抑制剂)家族基因。通过对这169个效应分子在菌丝阶段和侵染阶段表达差异分析,筛选出18个差异显著的候选效应分子,通过荧光定量PCR对其在菌丝阶段、侵染早期和侵染晚期的转录水平进行分析,并与转录组测定结果比较,结果显示与转录组测定数据相一致。2.深入挖掘烟草疫霉效应PR-171分子功能:选择9个差异显著的效应分子进行下一步功能分析。通过农杆菌介导下烟草细胞中的瞬时表达试验,初步明确了效应分子PnELI-1和PnNLP-2能够被植物细胞识别,引起过敏性坏死(hypersensitive response,HR);进一步在沉默了烟草中的MEK1、MEK2、MAPKKKα、BAK1、SIPK、WIPK和NTF6等信号通路基因的植株上瞬时表达PnELI-1和PnNLP-2蛋白后,初步明确BAK1和SIPK相关的信号途径参与了烟草植株对效应分子PnNLP-2识别的信号途径;通过将候选效应分子与能够引起植物坏死反应的Bax和INF1在烟草叶片上共表达,明确效应分子PnRXLR-1和PnCRN-2可以抑制由外源蛋白Bax和INF1引起烟草叶片的细胞死亡;进一步,通过在烟草叶片上表达效应分子PnRXLR-1后接种烟草疫霉病原菌试验,明确了过表达PnRXLR-1效应分子蛋白能够促进烟草疫霉的侵染。通过体内互作后进行免疫共沉淀(Co-Immunoprecipitation,Co-IP)、Western blot及质谱鉴定相互作用蛋白质的方法,对PnRXLR-1进行了互作蛋白的拉取,通过与对照组蛋白比对筛选,最终获得5个与PnRXLR-1互作的候选蛋白,分别为参与抗病过程的过氧化氢酶同工酶NbCAT3,能够转录调节活性、转录辅激活活性、核酸结合、DNA结合等的染色体重塑复合体催化异二聚体的亚单位基因SMARCA1,参与植物生长发育及抗逆功能的转录因子b HLH95-like,能够催化糖酵解途径的叶绿体内关键酶基因3-磷酸甘油醛脱氢酶B(GAPDH),参与蛋白质水解作用的线粒体内蛋白酶调节亚基CLPX3。综上,本文对烟草疫霉侵染樱桃过程中的转录组进行数据分析,并初步对互作过程中外泌的差异表达效应分子进行功能研究。通过该研究筛选到2个能够被植物识别的效应分子PnELI-1和PnNLP-2,并初步确定植物细胞识别PnNLP-2的途径与BAK1和SIPK相关;筛选出2个能够抑制植物细胞死亡、促进病原菌分泌的效应分子基因PnRXLR-1和PnCRN-2,并初步捕获了效应分子NSC 125973PnRXLR-1的候选互作靶蛋白。该研究为揭示烟草疫霉侵染寄主的作用机制提供了线索,并为樱桃茎腐病的防控提供了理论基础。