中文摘要：

卵菌包括腐霉菌、疫霉菌和霜霉菌等，在世界范围内每年造成上百亿美元的作物损失。卵菌与真菌在进化上分属不同的生物界，对其生物学和病理学的认识是真菌研究难以代替的。申请人以疫霉菌为模式，在卵菌和真菌生物学与病理学研究中取得以下学术成绩1）首次克隆到卵菌的无毒基因--大豆疫霉菌的Avr1b，在植物病原卵菌的寄主特异性研究方面取得突破；2）发现病原真菌效应蛋白存在类似RXLR的跨膜转运进入寄主细胞的功能结构域，证明了其转运无需病菌及其特化结构的存在；3）在揭示卵菌和真菌效应蛋白的转运机理方面取得突破发现3-磷酸磷脂酰肌醇作为卵菌RXLR效应蛋白和真菌效应蛋白的受体分子介导其向寄主细胞的跨膜转运；4）建立了寄生疫霉菌与拟南芥的亲和互作体系、寄生疫霉菌的遗传转化和基因沉默技术，使寄生疫霉菌成为卵菌生物学和病理学研究的重要模式种，为研究卵菌效应蛋白的跨膜转运和作用机理奠定了材料和技术基础。

结论摘要：

卵菌包括疫霉菌、霜霉菌和腐霉菌等，其引发的作物病害每年造成全球上百亿美元的经济损失。卵菌与真菌在进化上分属不同的生物界，具有独特的致病机制，是真菌病理学研究不可替代的。本项目以疫霉菌与模式植物互作体系和筛选出的上百株抗病突变体为基础，基于病菌效应蛋白转运机理方面的重要发现，通过遗传学、分子生物学、基因组和蛋白组学技术手段，从疫霉菌RXLR效应蛋白毒性受体蛋白的鉴定与作用机理，RXLR效应蛋白的跨膜转运机制和疫霉菌与寄主的表观遗传分子基础等方面开展了系统研究，取得以下原创性研究结果1）鉴定到4个植物抗病性负向调节因子并阐明了其生物学功能，初步探索了其调控植物免疫信号的机理。此外，还有16个突变体已完成抗病性验证，完成候选基因克隆。2）结合酵母双杂交、蛋白免疫共沉淀、质谱分析和转录组测序技术技术，鉴定出10余个RXLR效应蛋白毒性靶标，其中两个保守的靶标蛋白可被多个RXLR效应蛋白识别。该结果初次揭示了高度分化的不同效应蛋白分别通过调节植物木质素合成代谢和免疫亲和素的稳定性，调控植物抗病性的分子机制；3）通过高通量测序、传统克隆以及 Northern 实验，从全基因组水平分析了参与疫霉菌阶段发育和侵染过程的小RNA分子，从模式植物中鉴定获得高度且特异响应疫霉菌侵染的一个新小RNA分子，提出并证实一类tRNA来源的小RNA分子介导的靶基因降解调控的新机制。4）基于多种报告基因，尝试在模式植物拟南芥中建立效应蛋白转运分析系统，以期分析转运缺失的抗病突变体，但拟南芥中细胞死亡测试结果不稳定，未检测到RXLR效应蛋白及其转运基序突变体的差异，因而未能开展转运缺失拟南芥突变体的鉴定和分析工作。上述研究结果为全面、深入地认识植物-卵菌的识别机理、设计新型作物病害防控策略提供了材料并奠定了理论基础。