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白粉病是植物常见的风传病害,自然条件下白粉菌侵染多种作物,一旦条件适宜,爆发白粉病则引起大面的作物减产,对农业有重大影响。在植物与病原菌互作研究中,白粉菌与拟南芥互作模型使得我们对真菌与植物互作机制了解的也越来越清楚。近年来,不少实验室通过鉴定不同白粉菌生理小种来研究白粉菌与拟南芥互作,建立模型以研究其分子作用机理。我们利用挑单胞方法分离纯化出一种烟草白粉菌。通过形态观察、ITS (Internal Transcribed Spacer)序列分析、寄主范围鉴定和对拟南芥不同免疫信号通路突变的侵染鉴定分析,取得如下结果。1.ITS序列分析鉴定该白粉菌属于Golovinomyces cichoracearum将ITS序列进行比对,发现该白粉菌与Golovinomyces cichoracearum UCSC1存在2个碱基差异,通过ITS序列构建进化树,烟草白粉菌与Gc UCSC1属于同一个类群,故而将其命名为Gc SICAU1。2. Gc SICAU1侵染烟草和拟南芥白粉病分布范围广,而有的生理小种寄主范围并不广。一般而言,Golovinomyces cichoracearum的白粉菌生理小种寄主范围较窄,通过对不同的植物如油菜(Brassica napa,十字花科)、拟南芥(Arabidopsis thaliana,十字花科)、本生烟(Benthamiana,十字花科)黄瓜(Cucurbitaceae,葫芦科)、南瓜(Cucurbitaceae,葫芦科)、番茄(Solanaceae,茄科)、烟草(Nicotiana tabacum,茄科)、莴笋(Compositae,菊科)、大豆(Papilionaceae,蝶形花科)接种烟草白粉菌Gc SICAU1,结果表明Gc SICAU1能侵染烟草,对拟南芥和本生烟有弱致病力。3.拟南芥对Gc SICAU1的侵入后抗性突变体penl-1接种烟草白粉菌Gc SICAU1,侵入率与野生型Col-0并无明显差异(均80%左右)。Gc SICAU1可以克服拟南芥Col-0侵入前抗性。PRRs突变体fls2、efr-1,乙烯信号通路突变体ein2-1等材料接种烟草白粉菌Gc SICAU1并未表现出更加感病的表型,表明PRRs与乙烯介导的植物抗性反应对烟草白粉菌Gc SICAU1是不明显的,Gc SICAU1能够抑制PRRs与乙烯介导的植物抗性反应。先天免疫相关突变体eds1-2与eds5-1接种烟草白粉菌Gc SICAU1后,突变体eds1-2明显比eds5-1感病,在5 dpi时,eds1-2的分生孢子梗量与野生型相比达到极显著差异,8 dpi的孢子数量统计eds1-2与野生型相比也是极显著差异,与表型观察的结果保持一致。4.拟南芥对Gc SICAU1的抗性依赖SA信号通路水杨酸信号通路突变体npr1-1,pad4-1,双突变体pad4-1/sid2-1,四突变体syp121/syp122/pad4/sid2及转基因系NahG接种烟草白粉菌Gc SICAU1,根据统计5dpi分生孢子梗生长情况及孢子量结果,与野生型Col-0相比均有所上升。双突变体pad4-1/sid2-1有极显著差异,对Gc SICAUI极感病,12 dpi时,感病叶片表面覆盖一层厚厚的白粉,但叶片却没有出现大量细胞死亡,这与其他材料是不同的。5.PAD4与SID2是Gc SICAU1侵染拟南芥的关键台盼蓝染色后统计其孢子侵入率,我们发现双突变体pad4-1/sid2-1与野生型Col-0并无差异均为80%左右,24 hpi均能生长出完整的吸器,吸器周围有胼胝质累积,而H202的累积量并不相同,在野生型大量被诱导,而双突变体pad4-1/sid2-1中只是少量积累在吸器周围；1 dpi菌产生次级菌丝,不断生成新的吸器以取得更多的营养；5 dpi时,双突变体pad4-1/sid2-1材料上的白粉菌分生孢子梗的数量远超过野生型,至12dpi利用台盼蓝显微镜观察我们发现,在野生型Col-0感染Gc SICAU1的叶片出现大量的细胞死亡,而双突变体pad4-1/Sid2-1叶片几乎与未接菌pad4-1/sid2-1表型一致,叶片保持新绿,而感染Gc SICAU1的叶片表面由分生孢子组成的厚厚的一层白粉。该现象的持续时间可达30 d,单突变体pad4-1没有观察到这样的现象。烟草白粉菌Gc SICAU1在双突变pad4-1/sid2-1抑制细胞死亡的产生,使得拟南芥高度感染烟草白粉菌Gc SICAU1.以上实验结果表明,烟草白粉菌对拟南芥具有弱致病力,Gc SICAU1可以作为一个非常好的材料用以研究植物侵入后抗性。