大豆疫霉(Phytophthora sojae Kaufman & Gerdman)引起的根腐病是大豆生产上的主要病害之一。大豆疫霉在形态上同真菌相似,呈丝状生长,但在进化上与真菌相差甚远,和藻类进化关系较近,属于茸鞭生物界、卵菌门。大豆疫霉根腐病每年给全世界大豆生产造成约10-20亿美元的经济损失。大豆疫霉在侵染寄主过程中能够分泌包括无毒基因在内的大量效应分子,最近研究发现一类含有RxLR基序的效应分子在卵菌与植物互作中发挥着重要作用。对大豆疫霉全基因组进行的生物信息学分析发现其基因组中含有超过350个RxLR类效应分子(Avh, Avirulence homologue)。如口止匕多的效应分子如何在大豆疫霉和寄主互作过程中发挥作用目前尚不清楚。本文就大豆疫霉部分效应分子对植物防卫反应的抑制、效应分子在基因组中的多态性、效应分子的转录特征、功能域,以及部分效应分子在大豆疫霉致病过程中的作用进行了详细分析。抑制植物过敏性坏死反应的大豆疫霉效应分子筛选：首先以能够引起烟草过敏性坏死反应(HR)的细胞凋亡诱导因子Bax、疫霉相关分子特征(PAMP) INF1,以及可直接引起植物HR反应的效应分子Avh238和Avh241作为激发子,利用农杆菌介导的病毒表达系统在本氏烟上瞬时表达候选的50个Avh效应分子,分析其对上述激发子诱导的细胞坏死反应的抑制作用。结果发现,根据抑制谱的不同,可以将候选效应分子分为八类。其中,有20个效应分子可以同时抑制Bax、INF1、Avh238和Avh241在本氏烟上产生的HR；有7个效应分子抑制Bax、Avh238和Avh241在本氏烟上产生的HR；有2个效应分子抑制INF1、Avh238、Avh241在本氏烟上产生的HR；7个效应分子抑制Avh238和Avh241在本氏烟上产生的HR；1个效应分子抑制INF1和Avh241在本氏烟上产生的HR；4个效应分子只抑制Avh238；2个效应分子仅抑制Avh241；还有7个对Bax、INF1、Avh238和Avh241在本氏烟上产生的HR均没有抑制作用。结果表明不同效应分子可能作用于植物防卫反应的不同信号途径。大豆疫霉效应分子的转录特征及序列多态性分析：为了进一步了解大豆疫霉效应分子在病菌与寄主互作中的作用和面临寄主的选择压力,我们对本研究中筛选的效应分子的转录特征和序列多态性等进行了系统的分析,首先分析了50个效应分子在大豆疫霉转录组RNA-seq数据库中RNA积累情况,结果表明,多数效应分子在大豆疫霉生长发育、侵染阶段均呈现出较高的表达水平；但无法检测到Avh6、Avh7b1和Avh141等11个效应分子的转录水平；同时对具有不同功能的效应分子进行序列多态性分析,研究结果并未发现效应分子抑制植物防卫反应的功能与其多态性之间具有密切的关系,但发现效应分子的功能与其自身存在的W基序关系密切,即具有抑制植物防卫反应功能的效应分子其W基序更易突变或缺失。能够诱导植物坏死反应的RxLR类效应分子Avh241功能域分析：在对大豆疫霉效应分子的筛选中,发现效应分子Avh241可以直接诱导植物的坏死反应,推测其在大豆疫霉与寄主互作过程中可能被植物识别,为了进一步研究植物对该效应分子的识别位点,我们首先对Avh241进行生物信息学分析,结果发现Avh241具有典型的信号肽区域、保守的RxLR-dEER结构以及2个W基序和2个Y基序,其编码的氨基酸序列具有10个α螺旋和1个β折叠的二级结构；基于以上分析对该效应分子进行缺失突变和随机突变,结果表明：W、Y基序缺失以及β折叠缺失的突变体均不能在本氏烟上产生HR；此外,对具有诱导HR反应的功能片段Avh24159-188(缺失信号肽和RxLR-dEER基序)进行随机突变,获得1300多个突变体,对其进行功能筛选、测序,结果显示丧失产生HR反应的且发生点突变的突变体有9个,同时通过Jnet软件对Avh24159-188进行solvent accessibility预测,结果表明在丧失功能的突变体中的W94、L110等13个氨基酸位点对于维持正常的蛋白质二级结构具有重要作用,其中,W94和D153氨基酸位点对于Avh241发挥激发子功能具有重要作用。大豆疫霉效应分子Avh38和Avh283的功能分析：对抑制植物HR反应的效应分子筛选、不同功能效应分子的转录以及序列多态性分析,结果发现效应分子Avh38和Avh283具有相同的抑制谱、相似的转录模式以及相同的选择压力,因此选择上述效应分子进一步进行功能研究。利用双链RNA介导的基因瞬时沉默技术,对基因Avh38和Avh283进行基因沉默,分别获得沉默转化子3个和2个。采用菌丝块以及游动孢子接种大豆黄化苗的方法研究沉默转化子致病性情况,结果发现Avh38和Avh283的沉默突变体与野生型亲本在菌丝生长、孢子囊产生、游动孢子趋化性,以及对寄主的致病性方面都没有明显差异,结果表明Avh38和Avh283对大豆疫霉的发育与致病性无显著相关性,关于两个效应分子的生物学功能还有待进一步研究。