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寄生疫霉菌（Phytophthora parasitica）寄主范围广,可侵染90个科255个属的植物,对自然生态及作物生产构成极大威胁。寄生疫霉菌隶属卵菌,在形态上与真菌相似,而在进化上与藻类同源,常用的真菌杀菌剂对其基本无效。卵菌分泌的效应蛋白变异速度较快,选育的作物抗病品种的抗性极易被克服。和其它病原菌一样,寄生疫霉菌在侵染植物过程中分泌大量效应蛋白来干扰植物正常的免疫反应,从而促进病原菌的侵染。除了效应蛋白的种类和数量影响病菌的毒性以及病害的发生外,田间病原菌的群体遗传结构及遗传变异情况也会对病害的发生以及流行产生重要影响。通过了解效应蛋白毒性功能的分子机制以及田间病菌群体的遗传变异情况,可以为抗病品种的选育以及病害的科学防控提供理论依据。本研究从病菌胞外分泌效应蛋白的功能分析及病菌群体遗传变异分析两个方面对寄生疫霉菌进行系统研究,以期加深对寄生疫霉菌生物学和病理学的理解、为探索病害的有效防控提供理论依据。研究工作主要包括:1)效应基因Pp18和PpCys44/45的功能分析,探究其发挥功能的分子机制,并对类激发素（elicitin-like）基因6C32进行了初步功能分析;2)开发了一套新的SSR分子标记,并以重庆为例,对寄生疫霉菌群体进行了群体结构及遗传变异分析。主要取得的研究结果如下:1.寄生疫霉菌RXLR效应蛋白Pp18的鉴定及毒性功能分析。Pp18在寄生疫霉菌不同菌株间高度保守,且在侵染早期高度上调表达。本氏烟草及拟南芥异源表达Pp18显著促进寄生疫霉菌侵染,且Pp18显著抑制NIP诱发的细胞坏死,表明Pp18可以抑制植物免疫反应。寄生疫霉菌Pp18过表达转化子表现出毒性增强的表型,表明Pp18对于寄生疫霉菌的毒性有贡献。2.效应蛋白Pp18通过靶向抗坏血酸过氧化物酶MST35促进病原菌的侵染。通过Co IP-LC-MS/MS的方法,鉴定获得Pp18的宿主靶标MST35,并利用Co IP及荧光素酶互补实验验证了二者的互作。通过在本氏烟草（Nicotiana benthamiana）中瞬时表达融合蛋白的方法对两个蛋白的亚细胞定位进行分析,结果显示Pp18和MST35共同定位于囊泡类似结构中。MST35编码一个抗坏血酸过氧化物酶,这一类蛋白参与植物细胞活性氧的清除过程。MST35的VIGS沉默植株的感病性增强,表明MST35是植物免疫的正调控因子,因此Pp18可能通过抑制MST35正常的生物学功能来抑制植物的免疫反应。3.寄生疫霉菌两个半胱氨酸蛋白酶PpCys44/PpCys45可以在多种烟草属植物上诱发细胞坏死并可以作为毒性因子发挥功能。通过对寄生疫霉菌分泌的半胱氨酸蛋白酶家族成员进行初步分析,发现家族成员在种内保守,且大部分成员在侵染时期上调表达。通过在本氏烟草上进行瞬时表达测试,鉴定到3个在多种烟草属植物上诱发细胞坏死的基因（PpCys44、PpCys45以及PpCys69）,其中PpCys44和PpCys45编码相同的氨基酸序列;通过测试PpCys44/45酶活位点突变体诱发细胞坏死的能力,结合PpCys44/45在本氏烟草VIGS基因沉默植株上的测试结果,确认PpCys44/45诱发的细胞坏死依赖其半胱氨酸蛋白酶活性以及植物基因NPK1;通过利用CRISPR/Cas9系统成功制备PpCys44和PpCys45双基因敲除突变体,结合转化子接菌测试结果,确认PpCys44/45是病原菌的毒性因子。4.寄生疫霉菌类激发素基因6C32在多种烟草属植物上诱发SGT1及HSP90依赖的细胞坏死。6C32在寄生疫霉菌不同菌株间高度保守且在侵染时期高度上调表达。结构域截短突变体功能测试发现,只有信号肽及N端同时存在时,截短突变体才可诱发细胞坏死,说明6C32是在细胞外被识别且激发素保守结构域是其诱发细胞坏死所必需的。6C32诱发的细胞坏死依赖植物基因SGT1和HSP90且可被致病疫霉菌效应蛋白Avr3a抑制。5.重庆烟草产区寄生疫霉菌群体是一个对甲霜灵敏感的无性生殖群体。基于已经释放的寄生疫霉菌参考基因组,开发了一套可用于寄生疫霉菌群体遗传变异分析的SSR分子标记。我们连续两年在重庆市的不同区县烟草地块进行了寄生疫霉菌病样的采集和分离,并利用SSR分子标记进行了系统的分析,结果显示重庆地区的寄生疫霉菌群体不同菌株间变异较低、地区间及年度间均不存在显著差异;交配型分析结果显示A2交配型占据绝对优势,不存在A1交配型以及自育型菌株;对不同基因型代表菌株的甲霜灵敏感性进行测试,结果显示所有菌株对甲霜灵均表现敏感。