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辣椒疫霉是一种寄主范围广泛的植物病原卵菌,在世界范围内造成多种经济作物的严重损失,被列为十大病原卵菌之一。纤维素作为辣椒疫霉细胞壁的主要组成成分,对于辣椒疫霉的生长发育和致病过程至关重要,辣椒疫霉中存在4个纤维素合酶基因(Cellulose synthetase,CesAs)。已有研究表明,烯酰吗啉等羧酸酰胺类卵菌抑制剂可以通过结合卵菌CesA3蛋白,影响卵菌纤维素合成过程从而抑制病原菌生长。本团队在前期研究中,运用qRT-PCR技术检测了辣椒疫霉4个纤维素合酶基因在不同发育阶段的表达量,发现4个PcCeAs在不同发育阶段均有表达。本研究拟进一步探究辣椒疫霉纤维素合酶基因的功能,旨在为探究辣椒疫霉纤维素合成机制,以及开展以分子靶标为导向的新药剂开发提供理论基础。基于上述研究背景,本研究通过CRISPR-HDR基因敲除技术,实现了PcCesA1、PcCesA2和PcCesA4的单基因敲除。敲除转化子的生物学性状测定发现,PcCesA1和PcCesA2单敲除转化子菌丝生长速率减缓,休止孢直径增大且萌发率降低,致病力下降,推测PcCesA1和PcCesA2基因可能在辣椒疫霉菌丝生长、休止孢的形成和萌发过程,及其侵染阶段发挥着重要功能。PcCesA4单敲除转化子则表现为菌丝生长速率减缓,游动孢子产量下降,致病力降低,推测PcCesA4基因可能在辣椒疫霉菌丝生长、游动孢子形成及侵染阶段发挥重要功能。通过菌丝生长速率法测定单敲除转化子对羧酸酰胺类卵菌抑制剂烯酰吗啉的敏感性,与亲本菌株相比,发现PcCesA1和PcCesA2单敲除转化子对烯酰吗啉更为敏感,推测PcCesA1和PcCesA2基因的敲除可能影响了辣椒疫霉纤维素的合成或者组装过程。本研究仅获得PcCesA3基因的杂合敲除转化子,进一步对其产生的卵孢子开展自交试验,在自交后代中也未获得PcCesA3纯合敲除转化子,推测PcCesA3基因敲除致死,其在辣椒疫霉生长发育过程中发挥至关重要的作用。综上,CesAs对于辣椒疫霉的生长发育以及致病都具有重要的作用,是潜在的良好杀菌剂靶标。同时,进一步探究不同CesAs亚基之间结合和组装形式,解析纤维素合酶合成纤维素的分子机制,是后续研究的重点。