疫霉属包含多种破坏性植物病原菌,其中寄生疫霉（Phytophthora parasitica,又名烟草疫霉）寄主范围广,可以为害多种作物,每年给农业生产带来严重危害。本氏烟（Nicotiana benthamiana）对寄生疫霉等多种疫霉菌敏感,易于进行病毒诱导的基因沉默和蛋白瞬时表达等操作,是研究植物与疫霉互作的一个优良模式植物。前期研究表明在寄生疫霉侵染本氏烟的过程中,大量的转录因子被病原菌诱导,然而这些转录因子在植物与疫霉互作中的作用和机制尚不清楚。例如,哪些转录因子在互作过程中发挥重要作用?它们参与调控的信号通路和代谢途径是什么?又是如何发挥作用的?本研究以本氏烟与寄生疫霉互作体系为体系,综合利用RNA-Seq、qRT-PCR、VIGS、酵母单杂交和ChIP-Seq等技术,较为系统地分析了本氏烟转录因子的生物信息学特征,鉴定了参与抗病的重要转录因子,并初步阐述了其中3个转录因子的作用机制。主要研究内容与结果如下:本氏烟与疫霉互作过程中的生物信息学分析。通过分析寄生疫霉侵染本氏烟叶片的RNA-Seq数据,鉴定获得了 1016个差异表达转录因子。通过荧光定量和半定量技术对其中300多个差异表达的转录因子进行了表达量的验证,挑选差异表达明显的32个转录因子进行VIGS沉默,对沉默效率超过50%的本氏烟叶片接种寄生疫霉和灰霉,进行抗病性分析,最终获得10个抗病相关的候选转录因子。生物信息学分析发现bHLH（basichelix-loop-helix）家族在寄生疫霉侵染本氏烟的过程中差异表达明显,且该家族在本氏烟中数量最庞大,于是推测该转录因子家族必然在本氏烟抗疫霉侵染过程中发挥着重要的作用。通过全基因组搜索方法鉴定了本氏烟bHLH转录因子（NbbHLHs）,发现NbbHLHs在本氏烟中高度富集,并且一些bHLH亚家族出现了选择性的扩张,导致部分亚家族中成员较多。分析发现,基因复制可能是造成该植物bHLH家族扩张的主要原因。28个NbbHLHs在疫霉侵染的过程中显著上调,并进一步预测了它们的顺式作用元件和互作蛋白。本氏烟NbERF1转录因子的抗病功能研究。通过分析寄生疫霉侵染本氏烟的RNA-Seq数据,发现NbERF1在侵染过程中强烈诱导上调表达,含有保守的53个残基的AP2/ERF DNA结合结构域。在本氏烟中过表达NbERF1可以增强本氏烟对寄生疫霉的抗性,而沉默该转录因子显著降低了其抗性,表明NbERF1正调控本氏烟对疫霉菌的抗性。通过RNA-Seq分析寄生疫霉发现NbERF1沉默后受体蛋白激酶（Receptor-like protein kinase,RLK）家族基因的上调表达受到严重的抑制。经生物信息学预测,发现有9个RLK基因的启动子区含有GCC-box。对这9个候选RLK基因进行qRT-PCR验证,结果表明NbERF1沉默后,RLK基因降低了对寄生疫霉的敏感性。此外,将RLK基因在本氏烟中过表达后,对寄生疫霉的抗性增强。因此推测,NbERF1通过结合RLK基因启动子区的GCC-box,调节下游RLKs基因的表达水平,增强本氏烟对寄生疫霉的抗性。本氏烟NbERF173在其抗病过程的功能分析。在寄生疫霉侵染过程中转录因子NbERF173显著上调表达。该转录因子含有一个保守的52个碱基的AP2/ERF的DNA结合结构域。在本氏烟中过表达NbERF173可以增强对寄生疫霉的抗性,而沉默该转录因子显著降低了对寄生疫霉和灰葡霉菌的抗性,表明NbERF1 73正调控本氏烟对疫霉菌的抗性。通过RNA-Seq分析寄生疫霉菌侵染NbERF1 73沉默的本氏烟叶片发现,在该转录因子沉默后,几个防御相关基因表现为显著的下调表达,尤其是2个蛋白酶抑制子PI1-B和KTI在NbERF173沉默后的表达被明显抑制。而将这2个蛋白酶抑制子基因在本氏烟中瞬时过表达,对寄生疫霉的抗性增强,在NbERF173沉默的本氏烟叶片中过表达,可以部分恢复本氏烟对寄生疫霉的抗性。本氏烟NbMYB57转录因子的抗病功能研究。通过分析寄生疫霉侵染本氏烟的RNA-Seq数据,发现NbMYB57也是一个疫霉菌侵染诱导转录因子,该基因含有2个保守的MYBDNA结合结构域。在本氏烟中沉默该转录因子显著降低了本氏烟对寄生疫霉和灰霉的抗性,表明NbMYB57正调控本氏烟对疫霉菌的抗性。结合RNA-Seq分析、ChIP-Seq分析和酵母单杂交文库的筛选,鉴定NbMYB57可能调控的下游靶标基因,发现茉莉酸信号通路中的调控因子JAZ3,WRKY转录因子和bHLH转录因子,可能是NbMYB57调控的靶标基因。