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辣椒(Capsicum annuum)是一种重要的蔬菜和工业原料作物。在我国及世界各辣椒产地,由辣椒疫霉(Phytophthora capsici)侵染引起的辣椒疫病危害严重,对其产量和生产效益造成巨大威胁。疫霉菌属于卵菌,虽然在形态上与真菌相似,但在细胞壁组成、生理生化代谢、繁殖方式和遗传变异机制等方面二者具有很大的差别,导致目前大多数针对真菌的杀菌剂在防治卵菌时发挥不了理想效果。在侵染植物的过程中,P.capsici可以编码一类序列高度分化的RXLR效应分子,通过抑制植物免疫反应而使寄主罹病。长期以来,人们一直在寻找高效、特异的植物病原控制靶标。RNAi技术的发展,为开发和利用源于病原菌的抗病性提供了一个有效途径,其中寄主诱导的基因沉默(Host-induced gene silencing,HIGS)和喷施诱导的基因沉默(Spray-induced gene silencing,SIGS)作为新的植物病害防控技术,目前已被用于植物与真菌、线虫的互作与病害防治领域研究中,但在植物与卵菌互作系统中鲜有报道。本研究首先通过外源施加带荧光标记的si RNA,证实了P.capsici能从环境中有效摄入外源si RNA分子。根据辣椒与P.capsici互作转录组分析和荧光定量PCR分析,我们鉴定了12个P.capsici在侵染寄主过程中显著性上调表达的RXLR效应分子编码基因。通过在本氏烟草和辣椒叶片中瞬间超表达分析,发现除RXLR6、RXLR9、RXLR12和RXLR13外,其他RXLR效应分子均不会引发细胞坏死;另一方面,通过瞬时超表达和病原菌接种,发现除了RXLR2和RXLR3,其余10个RXLR效应分子均能不同程度地提高P.capsici的致病力,其中又以RXLR1和RXLR4最为明显。于是,我们以RXLR1和RXLR4为靶标基因,通过外源施加si RNA分子和病原菌接种发现:当外源施加RXLR1-si RNA或RXLR4-si RNA时,P.capsici接种的辣椒和本氏烟草叶片上的病斑与对照相比都明显减小;当同时外源施加RXLR1-si RNA和RXLR4-si RNA时,P.capsici的致病力进一步减弱。为了进一步探究RXLR1和RXLR4是否可以作为HIGS靶标基因,我们利用病毒诱导的基因沉默技术(Virus-induced gene silencing,VIGS)对这2个候选基因进行了鉴定,研究结果显示:当VIGS辣椒植株分别表达针对RXLR1或RXLR4的ds RNA/si RNA分子时,能有效降低疫霉菌的侵染;当VIGS辣椒植株同时表达针对RXLR1和RXLR4的si RNA分子时,可以进一步提高对疫病的抗性。这些研究结果表明:外源施加或植物体自身表达RXLR1-si RNA或RXLR4-si RNA分子,能被P.capsici摄入,并且有效干扰了靶标基因的表达,导致其致病力下降;也说明同时干扰RXLR1和RXLR4效应分子,对辣椒疫病的防治效果更加明显。综上所述,本研究证实了外源施加si RNA可被P.capsici有效摄入体内。根据辣椒与P.capsici互作的转录组分析,我们分离了12个P.capsici在侵染寄主过程中上调表达的RXLR效应分子,并对这些效应分子的致病性进行了初步筛选。基于此,我们还证明了外源施加或植物表达针对RXLR1和RXLR4的si RNA分子,可有效限制P.capsici的侵染。上述研究结果为培育基于病原菌特异序列的植物抗病遗传改良奠定了基础,也为基于RNAi新型杀菌剂的研发提供了重要依据。