辣椒疫霉菌是卵菌中重要的一种植物病原菌,其寄主范围广泛,除了侵染辣椒之外,田间还能够侵染包括葫芦科、茄科、豆科、十字花科、藜科、石竹科、蔷薇科等在内的18科78种植物。在适宜生长的条件下,辣椒疫霉可对作物造成毁灭性的灾害,甚至造成绝收。P-ATP酶是一种通过水解ATP,为细胞提供能量的阳离子泵,其广泛分布于植物、真菌、细菌和高等真核生物中。但目前,有关疫霉P-ATP酶的研究却鲜有报道,本实验室在辣椒疫霉菌株LT1534中鉴定并克隆了一个编码P4-ATP酶的基因PcATP4。生物信息学分析显示PcATP4具有P-ATP酶的典型结构域和磷酸化位点;亚细胞定位预测其位于分泌途径上,具有分泌途径信号肽;在进化关系上,其同源蛋白存在于真菌、动物和其它卵菌中,但是在亲缘关系上,卵菌的PcATP4同源蛋白和真菌、动物的相聚较远。本研究分别检测了PcATP4基因在辣椒疫霉的不同生活史阶段和侵染阶段的表达,发现PcATP4基因在孢子囊、游动孢子、休止孢和休止孢萌发、侵染后期阶段都显著上调表达,其中休止孢萌发阶段上调了 51倍。为进一步探究辣椒疫霉PcATP4的相关生物学功能,通过RNAi技术使其沉默,探究它在辣椒疫霉生长发育、致病及抗逆过程中的功能。研究结果表明,沉默PcATP4基因时辣椒疫霉生长速率降低,菌丝末端出现畸形,孢子囊和卵孢子无法形成,并发现其与两个产孢相关基因cdc和G-protein的表达水平降低有关;有意思的是,在以淀粉为唯一碳源的培养基上,PcATP4沉默突变体的生长速率及形态有所恢复。在致病性测定中发现,辣椒疫霉PcATP4沉默突变体对本氏烟、辣椒感病品种的致病性显著下降;在侵染性检测实验中,发现PcATP4的沉默导致辣椒疫霉的侵染能力下降;在对过氧化氢沉积检测的实验中,发现PcATP4沉默突变体侵染寄主植物后,叶片上的活性氧积累增多,说明基因PcATP4参与了辣椒疫霉的致病。进一步在胞外酶测定实验中发现,基因PcATP4负调控过氧化物酶,漆酶的分泌呈现出正相关性;在抗逆性检测实验中,沉默基因PcATP4后辣椒疫霉对过氧化氢的耐受性降低,对渗透压胁迫因子CaCl2、NaCl和Sobitol的耐受性降低,对细胞壁胁迫因子CFW的耐受性升高,而对细胞壁胁迫因子SDS的耐受性降低,对低温胁迫更敏感。上述结果表明,P4-ATP酶基因PcATP4在辣椒疫霉的生长发育、致病性和抗逆性方面发挥了重要作用。本研究为进一步探索辣椒疫霉的致病机理和制定有效防控策略提供了一定的理论依据。