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卵菌是粮食作物和经济作物的重要病原菌,常造成严重的经济损失。卵菌纲（Oomycetes）疫霉菌属（Phytophthora）的大豆疫霉菌（Phytophthora sojae）、寄生疫霉菌（P.parasitica）和致病疫霉菌（P.infestans）等对作物危害较大,研究较多,已成为植物病原卵菌的模式种。卵菌在遗传和进化上与真菌差异较大,毒性变异问题突出,克服作物品种抗病性的能力强。因此,探索植物对卵菌的抗性,以期为防治卵菌病害提供新的理论依据或思路。实验室前期研究发现,通过筛选南芥（Arabidopsis thaliana）T-DNA插入突变体库,获得了对非寄主病原菌大豆疫霉菌表现感病的突变体esp1（enhanced susceptibility to Phytophthora）。基于该发现,本研究结合基因组重测序、遗传学、细胞生物学和分子生物学等技术,解析拟南芥突变体esp1对非寄主病原菌大豆疫霉感病的遗传和分子生物学基础,得到了主要研究结果如下:1.VQ28基因的激活表达赋予突变体esp1对非寄主病原菌大豆疫霉感病性。一方面,通过基因组重测序发现突变体esp1中存在4个T-DNA插入位点。荧光定量PCR检测4个插入位点基因及其上下游基因的表达水平,结果表明突变体esp1中AT4G20000（VQ28）显著上调,AT3G03980不表达,其余大多数基因表达量无显著变化。另一方面,我们将AT3G03980和VQ28基因CDS序列融合35S强启动子,构建过表达稳定转化子,利用RNAi干扰和CRISPR/Cas9技术,分别构建了AT3G03980沉默转化子和VQ28敲除突变体。结合离体叶片接种大豆疫霉菌,结果发现,AT3G03980沉默转化子和过表达转化子均不受大豆疫霉菌侵染;VQ28过表达转化子成功被大豆疫霉菌定殖,敲除突变体同野生型一样,未出现水渍状病斑。2.VQ28的上调表达导致植物对非寄主病原大豆疫霉菌和致病疫霉菌的抗性丧失,同时增加植物对寄主病原寄生疫霉菌的感病性。除接种大豆疫霉菌以外,我们还使用致病疫霉菌接种植物叶片,发现AT3G03980沉默转化子和过表达转化子均不影响拟南芥的非寄主抗性;而VQ28过表达转化子对致病疫霉菌表现感病,敲除突变体未出现病斑。随后,接种寄生疫霉菌发现,AT3G03980沉默转化子和过表达转化子均感病,与野生型无差异;VQ28过表达转化子降低了植物对寄生疫霉菌的抗性,敲除突变体与野生型拟南芥表型一致。最后,通过本氏烟异源瞬时表达VQ28,进行接菌测试,发现过表达VQ28的叶片对大豆疫霉菌、致病疫霉菌和寄生疫霉菌更为感病。3.VQ28定位于细胞核。AT4G20000基因编码的VQ28蛋白,是拟南芥VQ蛋白家族成员。通过烟草叶片瞬时表达和拟南芥原生质体转化技术,发现VQ28在细胞核、细胞质和细胞膜均有分布;分别提取总蛋白、细胞核蛋白、细胞质蛋白和膜蛋白,结合Western blot检测VQ28::myc在这三类蛋白中的分布,确定VQ28定位于细胞核。4.VQ28受疫霉菌侵染诱导,且依赖于SA和JA信号通路。首先,通过构建融合VQ28启动子的GUS转化子（NPVQ28::GUS）,研究该基因的时空表达特异性,发现VQ28在幼苗期高表达,在胚乳、根系、子叶和15 d的莲座叶中具有较高的表达,在花瓣和花粉管有部分表达。其次,选取35 d苗龄的GUS转化子莲座叶,接种大豆疫霉菌或划伤处理,发现VQ28受大豆疫霉菌和划伤诱导表达。进一步分别收取Col-0离体叶片接菌和划伤处理后不同时间点样品,通过荧光定量PCR分析不同逆境胁迫下的基因表达模式,确认VQ28受疫霉菌和机械损伤诱导表达。最后,对SA功能缺失突变体（npr1）和JA功能缺失突变体（jin1、jar1）接菌叶片收样,q RT-PCR结果发现VQ28诱导转录上调受到抑制,说明VQ28受疫霉菌的诱导表达依赖于SA和JA信号通路。5.过表达VQ28提高了拟南芥体内ABA、JA和SA含量,破坏了激素内稳态。我们用未经处理的野生型Col-0、VQ28过表达转化子和敲除突变体的叶片进行转录组测序,发现过表达转化子主要在植物激素信号通路、MAPK信号通路、病原菌互作和转录因子活性方面与野生型存在显著差异。收取接菌样品进行荧光定量试验,检测分解与合成相关基因表达水平,结合液质联用方法检测植物内源激素积累水平,发现过表达转化子中ABA、SA和JA的含量都显著上升。6.VQ28分别与转录因子WRKY51和WRKY33互作。WRKY转录因子是VQ蛋白最常见的靶标,一方面,通过转录组分析,发现过表达转化子中有13个WRKY基因显著上调,1个下调。另一方面,通过构建融合荧光素酶N端和C端2个功能片段的植物表达载体,借助本氏烟瞬时表达体系,进行荧光素酶互补试验,结果表明VQ28与植物防卫相关的转录因子WRKY51和WRKY33互作。7.VQ28的C端结构和VQ-motif是介导植物易感疫霉菌的关键区域。通过制备VQ28的N端缺失突变体、C端缺失突变体和点突变VQ-motif的突变体,在烟草叶片中瞬时表达后接种上述3种疫霉菌,我们发现其C端和VQ-motif在发挥感病功能中具有重要作用。综上所述,VQ28的上调表达引起拟南芥突变体esp1对疫霉菌感病,该基因负调控植物对疫霉菌的寄主抗性和非寄主抗性。