辣椒疫病研究進(jìn)展

雷 剛，周坤華，陳學(xué)軍，黃月琴，袁欣捷，李歌歌，謝媛媛，方 榮

（江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蔬菜花卉研究所，江西 南昌 330200）

0 引言

辣椒疫病是由辣椒疫霉菌(Phytophthora capsiciL.)侵染引起的一種土傳性病害，其會(huì)嚴(yán)重影響辣椒產(chǎn)量［1-2］。自1922年首次報(bào)道以來(lái)，辣椒疫病就成為制約辣椒生產(chǎn)的一種全球性毀滅性病害［3-4］，每年在全球造成的損失達(dá)100萬(wàn)美元［5］。辣椒疫病在我國(guó)各地均有大面積發(fā)生，尤其南方地區(qū)高溫高濕環(huán)境下，病害更容易暴發(fā)，且危害更為嚴(yán)重［1，6］。辣椒疫霉菌宿主廣泛，可經(jīng)由土壤傳播，具有無(wú)性和有性繁殖等特性，這使得通過(guò)改變?cè)耘喾绞?、使用化學(xué)藥劑等措施的防效甚微［3，7-8］。因此，提高辣椒對(duì)疫病抗性的遺傳改良，篩選和培育抗病品種是抵御病害最經(jīng)濟(jì)有效的方式［9］。然而，辣椒對(duì)疫病抗性的遺傳復(fù)雜，互作機(jī)制尚不明晰，導(dǎo)致廣譜抗性的品種不多，因此對(duì)辣椒—辣椒疫霉互作的分子機(jī)制解析成為本階段研究的重點(diǎn)。本文就辣椒疫病基本情況、疫霉菌致病性和辣椒疫病抗性的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為進(jìn)一步解析其互作的分子機(jī)制提供理論參考。

1 辣椒疫病概述

1.1 辣椒疫霉菌的生活特性

辣椒疫霉菌屬于卵菌綱疫霉屬(Phytophthora)，是一種獨(dú)特的類(lèi)真菌真核微生物，卵菌類(lèi)植物病原體表現(xiàn)出活體營(yíng)養(yǎng)性、死體營(yíng)養(yǎng)性或兩者結(jié)合的半活體營(yíng)養(yǎng)性的生活方式，其中辣椒疫霉是以半活體營(yíng)養(yǎng)形式生活［10］。辣椒疫霉能夠通過(guò)有性和無(wú)性方式進(jìn)行繁殖。因辣椒疫霉屬于雌雄異體，當(dāng)2種交配型A1和A2相互接觸時(shí)，病原體可以進(jìn)行有性繁殖，產(chǎn)生厚壁卵孢子，這些卵孢子能夠在土壤中存活數(shù)年，并在有利的環(huán)境條件下發(fā)芽［11-12］；辣椒疫霉病原體在有利條件環(huán)境下則通過(guò)無(wú)性繁殖產(chǎn)生大量的無(wú)性孢子囊，其直接發(fā)芽或釋放游動(dòng)孢子感染宿主［13-14］。在我國(guó)，辣椒疫霉病原體的無(wú)性繁殖在中部地區(qū)占主導(dǎo)地位，而在北方和南方地區(qū)以有性繁殖為主［15］。此外，辣椒疫霉菌宿主廣泛，除了能以葫蘆科［16-20］、茄科［2，21-22］、豆科［23-24］等作物作為宿主，甚至還能侵染木本植物［25-27］等70多種植物［28］，是迄今為止宿主范圍最廣的病原菌［29］。辣椒疫霉菌的這些特性為其生存和快速繁殖提供了條件，同時(shí)也給疫病的防控帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。

1.2 辣椒疫病發(fā)病癥狀

辣椒疫霉不僅能侵染辣椒植株的根和莖，引起根、莖腐爛，還能危害葉和果實(shí)，導(dǎo)致葉和果實(shí)枯萎［30］。辣椒疫霉侵染引起的根腐主要表現(xiàn)為根系變暗，出現(xiàn)小病斑，并迅速擴(kuò)展到整個(gè)根系和莖部，最終導(dǎo)致整個(gè)植株萎蔫、死亡，這是辣椒生產(chǎn)中最具破壞性的病害［31］；莖枯則表現(xiàn)為侵染點(diǎn)出現(xiàn)褐色或棕色病斑，隨后蔓延并包圍莖導(dǎo)致莖或整株枯萎、死亡［2］；葉枯主要表現(xiàn)為侵染點(diǎn)出現(xiàn)圓形或不規(guī)則形狀的似“水浸”的病斑，葉色變深，隨后病斑開(kāi)始擴(kuò)大，并變成干燥、褐色，最終蔓延至莖部，并伴隨病葉脫落［31-32］；辣椒果實(shí)發(fā)病多從果蒂或果尖處開(kāi)始向另一端蔓延，病斑起初為不規(guī)則的水漬狀，很快擴(kuò)展至整個(gè)果實(shí)［33］，導(dǎo)致果實(shí)變褐，果肉軟腐，隨后果實(shí)感染組織失水、干縮變成黃褐色或淺棕色。

1.3 辣椒疫病主要防控手段

高溫高濕環(huán)境有利于辣椒疫霉菌的傳播［12，34］，長(zhǎng)期濕度飽和適宜溫度的土壤有利于疫霉菌侵染引起的根腐病的發(fā)生［31］；疫霉菌侵染導(dǎo)致的葉枯病和莖枯病多發(fā)生在相對(duì)空氣濕度高的地區(qū)和春、秋季多雨的時(shí)期，降雨和不科學(xué)的灌溉可能是使病原菌從土壤中傳播到地上部分的重要媒介［12，35-36］。在生產(chǎn)實(shí)踐中，首先可通過(guò)合理灌溉、合理密植、輪作、土壤消毒、煙熏等來(lái)限制病原菌的傳播，創(chuàng)造不適宜病原菌生長(zhǎng)的環(huán)境［29］；其次，噴施化學(xué)殺菌劑，如苯酰菌胺、甲霜靈、烯酰嗎啉等為目前辣椒疫霉菌防治的重要手段；再次，培育抗性品種被認(rèn)為是抵御病害最經(jīng)濟(jì)有效的方式［9］，然而當(dāng)前的一些抗疫病品種是對(duì)某一地區(qū)或特定生理小種的抗性，且由于商業(yè)品種的單一化種植和病原菌新毒性基因的產(chǎn)生等原因，往往會(huì)導(dǎo)致品種抗病性的喪失［37］。因此，深入研究辣椒疫病抗原，培育廣譜抗性的新品種是疫病防控的重要方向。

2 辣椒疫霉菌致病機(jī)制

2.1 基于效應(yīng)子的致病機(jī)制

效應(yīng)子(effectors)是由病原菌分泌以操縱宿主細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，從而促進(jìn)感染和/或觸發(fā)防御反應(yīng)的病原體分子［38］。當(dāng)植物遭遇病原菌侵染后，先通過(guò)識(shí)別病原體相關(guān)分子模式(Pathogen/microbeassociated molecular patterns，PAMPs/MAMPs)引起模式觸發(fā)的免疫(Pattern-triggered immunity，PTI)，進(jìn)而引發(fā)過(guò)敏性細(xì)胞壞死和防御反應(yīng)；但疫霉菌已經(jīng)進(jìn)化出可以鎮(zhèn)壓或逃避PTI的效應(yīng)子，而植物則利用抗病基因產(chǎn)物來(lái)識(shí)別效應(yīng)子以激活效應(yīng)子觸發(fā)的免疫響應(yīng)(Effector-triggered immunity，ETI)，引發(fā)過(guò)敏反應(yīng)和相關(guān)防御響應(yīng)。參考文獻(xiàn)［39-56］可知，效應(yīng)子按作用部位分為質(zhì)外體效應(yīng)子和細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)子，其作用機(jī)制和功能也不盡相同，近年來(lái)鑒定的辣椒疫霉菌效應(yīng)因子及其功能見(jiàn)表1。

表1 辣椒疫霉菌效應(yīng)子及其功能

2.1.1 質(zhì)外體效應(yīng)子 質(zhì)外體效應(yīng)子主要包含細(xì)胞外毒素、水解酶和抑制劑等，其中有關(guān)細(xì)胞外毒素，如壞死和乙烯誘導(dǎo)肽類(lèi)似蛋白(Necrosis and ethylene inducing peptide-like proteins，NLPs)家族和富含半胱氨酸小分子(Small cysteine-rich，SCR)蛋白家族在辣椒疫霉中研究較多。phcnlp1屬于辣椒疫霉NLPs蛋白家族基因，在疫霉菌侵染后的癥狀發(fā)展過(guò)程中表達(dá)增加，引起煙草植株明顯的壞死［39］。Feng等［40］利用qRT-PCR方法檢測(cè)了P. capsici感染后11個(gè)PcNLP基因在不同時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)PcNLP2、PcNLP6和PcNLP14在侵染過(guò)程中表達(dá)量最高，且在辣椒和煙草中引起最大的黃化或壞死區(qū)域，表明其在P. capsici侵染過(guò)程中的強(qiáng)毒力。隨后，通過(guò)對(duì)辣椒疫霉NLP基因家族進(jìn)行分析，Chen等［41］鑒定了辣椒疫霉的65個(gè)NLPs基因，其中Pc11951、Pc107869、Pc109174和Pc118548編碼蛋白能夠誘導(dǎo)辣椒和煙草植株細(xì)胞死亡。SCR蛋白家族在病原體—植物互作中發(fā)揮重要作用。辣椒疫霉scr82基因在菌絲體、孢子囊和游動(dòng)孢子階段表達(dá)微弱，但在感染開(kāi)始時(shí)迅速上調(diào)，其過(guò)表達(dá)增加了病原體的毒力和對(duì)氧化應(yīng)激的耐受性，而scr82敲除導(dǎo)致P. capsici的毒力嚴(yán)重受損和抗氧化應(yīng)激能力顯著降低［42］。此外，激發(fā)素(Elicitins)是一種結(jié)構(gòu)相關(guān)的細(xì)胞外蛋白家族，在煙草中誘導(dǎo)過(guò)敏性細(xì)胞死亡和產(chǎn)生其他防御相關(guān)的生化變化［43］。辣椒疫霉編碼激發(fā)素的基因PcINF1瞬時(shí)過(guò)表達(dá)觸發(fā)辣椒細(xì)胞死亡，同時(shí)伴隨過(guò)敏反應(yīng)誘導(dǎo)基因1(HIR1)和發(fā)病相關(guān)基因的表達(dá)；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，其表達(dá)產(chǎn)物PcINF1與辣椒SRC2-1構(gòu)成的膜靶向復(fù)合物PcINF1-SRC2-1是觸發(fā)細(xì)胞死亡所必需的［44］。含CBM1結(jié)構(gòu)域蛋白(CBPs)在植物—微生物相互作用中起著關(guān)鍵作用，被植物識(shí)別為微生物相關(guān)分子模式(MAMPs)。辣椒疫霉PcCBP3是一個(gè)質(zhì)外體效應(yīng)子，參與誘導(dǎo)油菜素類(lèi)固醇不敏感相關(guān)受體激酶1(BAK1)依賴的細(xì)胞死亡過(guò)程［45］。

2.1.2 細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)子 由疫霉菌分泌后轉(zhuǎn)移至宿主細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，主要包含RxLR和皺縮壞死蛋白(crinkling and necrosis，CRN)效應(yīng)子［46］。RxLP效應(yīng)子因包含1個(gè)保守的氨基酸基序(Arg-Xaa-Leu-Arg)，即RxLR基序而得名，辣椒疫霉菌基因組編碼400個(gè)RxLR效應(yīng)子［47］，其通常與宿主細(xì)胞中的靶向基因互作，通過(guò)行使以下3個(gè)方面的功能增加其致病能力：(1)鎮(zhèn)壓宿主免疫響應(yīng)。辣椒疫霉菌效應(yīng)子RXLR242能夠通過(guò)靶向宿主多個(gè)RAB(Rasassociated binding)蛋白，如RXLR242與RABE1-7的競(jìng)爭(zhēng)性相互作用抑制了囊泡相關(guān)蛋白復(fù)合物的形成和病程相關(guān)蛋白1(Pathogenesis-related protein 1，PR1)的合成，其次RXLR242還競(jìng)爭(zhēng)性地靶向RABA4-3蛋白干擾膜受體FLS2(flagellin-Sensing)的轉(zhuǎn)運(yùn)，進(jìn)而影響宿主的免疫響應(yīng)［48］。RXLR25效應(yīng)子則直接靶向宿主細(xì)胞質(zhì)類(lèi)受體激酶亞家族Ⅶ(Receptor-like cytoplasmic kinase subfamily Ⅶ，RLCK-Ⅶ)蛋白，抑制模式誘導(dǎo)的RLCK-Ⅶ磷酸化以鎮(zhèn)壓下游免疫反應(yīng)［49］。辣椒疫霉菌的RxLR效應(yīng)子PcAvh103通過(guò)靶向宿主EDS1(Enhanced Disease Susceptibility 1)破壞EDS1-PAD4(Phytoalexin Deficient 4)復(fù)合體，進(jìn)而抑制植物的免疫響應(yīng)［50］。(2)增加宿主對(duì)病原菌的敏感性。辣椒疫霉RxLR效應(yīng)子PcAvr3a12在侵染期與包含肽基脯氨酸順?lè)串悩?gòu)酶(PPIase)活性的FKBP15-2互作，抑制其免疫響應(yīng)活性，增加植物對(duì)病原菌的敏感性［51］。辣椒疫霉RxLR效應(yīng)子PcAvh1與調(diào)控植物免疫和生長(zhǎng)的蛋白磷酸酯酶2A亞基(PP2Aa)互作而促進(jìn)病原菌的侵染［52］。(3)誘導(dǎo)宿主細(xì)胞死亡。擬南芥ACD11與BPA1及其同源物互作，在ROS穩(wěn)態(tài)和防御反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。研究表明辣椒疫霉效應(yīng)子RxLR207可促進(jìn)BPA1、BPL1、BPL2和BPL4的降解，以26S蛋白酶體依賴的方式破壞ACD11的穩(wěn)定性，從而激活ROS介導(dǎo)的細(xì)胞死亡［53］。

細(xì)胞質(zhì)內(nèi)另一類(lèi)效應(yīng)子CRN以宿主細(xì)胞核為靶點(diǎn)，通過(guò)抑制相關(guān)基因的表達(dá)來(lái)影響宿主免疫響應(yīng)［46］。辣椒疫霉CRN效應(yīng)子PcCRN4由質(zhì)外體轉(zhuǎn)運(yùn)至宿主細(xì)胞核，并通過(guò)抑制宿主病程相關(guān)基因的表達(dá)鎮(zhèn)壓其抗性，通過(guò)操縱細(xì)胞死亡相關(guān)基因的表達(dá)誘導(dǎo)宿主細(xì)胞死亡［54］。在植物中過(guò)表達(dá)效應(yīng)子蛋白基因PcCRN83_152引起宿主細(xì)胞死亡，同時(shí)增強(qiáng)病原菌的毒力，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)其毒性功能和誘導(dǎo)細(xì)胞死亡是獨(dú)立的［55］。

2.2 其他與致病相關(guān)的因子

大量分泌效應(yīng)物是植物病原體致病性的一個(gè)重要方面［57］，然而部分與疫霉菌生長(zhǎng)、發(fā)育相關(guān)的因子也被報(bào)道影響其毒力和致病性［58］。辣椒疫霉PcAPT1參與調(diào)控菌絲生長(zhǎng)、磷脂酰絲氨酸的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)及水解酶分泌，其敲除菌株表現(xiàn)出明顯降低的致病力［58］。與之相似的是，高親和性磷酸二酯酶PcPdeH、疫霉菌纖維素合酶PcCesA1、PcLRR-RK1和幾丁質(zhì)合酶PcCHS也被報(bào)道參與辣椒疫霉菌營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、孢子萌發(fā)和發(fā)育過(guò)程，同時(shí)對(duì)致病性至關(guān)重要［59-62］。此外，辣椒疫霉果膠裂解酶基因PcPL1、PcPL15、PcPL16和PcPL20表達(dá)產(chǎn)物可以增加病原菌毒力，促進(jìn)其侵染和誘導(dǎo)宿主細(xì)胞死亡［63］，而果膠甲酯酶PCPME6通過(guò)降解宿主細(xì)胞壁來(lái)促進(jìn)病原菌侵染，最終導(dǎo)致壞死病斑的產(chǎn)生［64］。辣椒疫霉菌PcFtsZ2蛋白是其無(wú)性繁殖和侵染宿主所必需的，PcFtsZ2基因沉默抑制了侵襲性結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)和發(fā)育，極大地抑制了病斑的發(fā)展［65］。轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子PcNmrAL1被報(bào)道與生物營(yíng)養(yǎng)標(biāo)記基因PcHmp1(吸器膜蛋白1)共表達(dá)，除了控制轉(zhuǎn)錄、翻譯和氮代謝的因素外，還有助于調(diào)節(jié)病原菌中大量效應(yīng)因子基因的表達(dá)，介導(dǎo)生物營(yíng)養(yǎng)向壞死營(yíng)養(yǎng)的轉(zhuǎn)變，驅(qū)動(dòng)作物疫霉病周期［66］。編碼多肽的小開(kāi)放閱讀框(Small open reading frame-encoded polypeptides，SEPs)參與生命體對(duì)環(huán)境的響應(yīng)，在辣椒疫霉菌中，PcSEP1在質(zhì)外體發(fā)揮作用，促進(jìn)病原菌侵染和誘導(dǎo)宿主細(xì)胞死亡［67］。

3 辣椒疫病抗性機(jī)制

3.1 辣椒疫病抗性位點(diǎn)

辣椒對(duì)疫病的抗性主要包含由單一顯性基因和數(shù)量性狀位點(diǎn)(QTL)控制的遺傳模型。研究表明，單一顯性基因主要是對(duì)疫霉菌生理小種的特異性抗性［31，68-71］，然而辣椒對(duì)疫霉菌的抗性是一個(gè)由多基因控制的復(fù)雜性狀，截至目前已鑒定大量的抗病相關(guān)的QTLs，遍布所有辣椒染色體，但絕大多數(shù)位點(diǎn)均集中在5號(hào)染色體(表2)。Lefebvre等［72］于1996年報(bào)道了首張基于DH群體的辣椒疫病抗性遺傳圖譜，鑒定了13個(gè)抗性QTLs，其中1個(gè)位于5號(hào)染色體(P5)的QTL對(duì)抗性有主要影響，解釋了總方差的41%～55%。此后，大量研究通過(guò)利用不同的雙親和遺傳群體、作圖策略證實(shí)了位于5號(hào)染色體的這些QTLs［73-76］。在此基礎(chǔ)上，Mallard等［71］開(kāi)發(fā)標(biāo)記對(duì)遺傳圖譜中5號(hào)染色體上的QTLs區(qū)間進(jìn)行錨定，并結(jié)合Meta分析檢測(cè)到3個(gè)連續(xù)的QTLs：Pc5.1(R2=10.50%～52.72%)、Pc5.2(R2=6.71%～12.96%)和Pc5.3 (R2=8.50%～27.67%)；其中，Pc5.1在來(lái)自4個(gè)抗性品系的6個(gè)子代中被檢索到，且對(duì)不同地理來(lái)源的12個(gè)菌株具有廣譜抗性。Liu等［77］通過(guò)BSA技術(shù)將單位置多態(tài)性(SPP)標(biāo)記(Phyto5SAR)標(biāo)記到位于辣椒P5的主效 QTL上，并在包含Phyto5SAR的scaffold194上鑒定到2個(gè)潛在的抗性基因NBS-LRR和SAR8.2A。隨后，Wang等［78］將抗性基因定位到5號(hào)染色體上3.2cM的區(qū)間，結(jié)合基因注釋信息和轉(zhuǎn)錄表達(dá)數(shù)據(jù)鑒定到Capana05g000764 和Capana05g000769 這2個(gè)候選基因。結(jié)合傳統(tǒng)QTL作圖與GWAS技術(shù)，Siddique等［79］在辣椒5號(hào)染色體上定位了3個(gè)不同來(lái)源菌株產(chǎn)生廣譜抗性的3個(gè)主要效應(yīng)位點(diǎn)(5.1、5.2和5.3)，并在QTL作圖和GWAS共同區(qū)域預(yù)測(cè)了候選核苷酸結(jié)合位點(diǎn)基因簇：富亮氨酸重復(fù)序列(NBS-LRR)和類(lèi)受體激酶(RLK)。利用先前報(bào)道的分子標(biāo)記對(duì)5號(hào)染色體上的主要QTL區(qū)域 (6.2～139.2 Mbp)重新分析，Kim等［80］鑒定到候選抗性基因類(lèi)似物，包括14個(gè)核苷酸結(jié)合位點(diǎn)的富亮氨酸重復(fù)序列、3個(gè)受體樣激酶和1個(gè)受體樣蛋白基因。Du等［81］將遺傳標(biāo)記固定在辣椒基因組序列上，構(gòu)建了1個(gè)覆蓋所有已報(bào)道的Pc5.1的擴(kuò)展Pc5.1(Ext-Pc5.1)，結(jié)合轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)區(qū)間內(nèi)44個(gè)差異表達(dá)的基因均未見(jiàn)報(bào)道，其中抗菌肽-1基因 (SN1)可能是與抗病性有關(guān)的候選基因［82］。這些QTLs的鑒定為辣椒疫病抗性基因的克隆和抗性篩選標(biāo)記的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

表2 已報(bào)道的辣椒疫病抗性QTLs

3.2 辣椒疫病抗性相關(guān)基因和基于組學(xué)的抗性遺傳網(wǎng)絡(luò)研究

目前，通過(guò)抗性QTLs發(fā)掘并鑒定的抗性基因還有限，但許多功能涉及辣椒對(duì)疫霉菌防御反應(yīng)的基因已經(jīng)被報(bào)道。幾丁質(zhì)酶蛋白基因CaChi和聚半乳糖酶抑制蛋白基因CaPGIP1可以直接抑制辣椒疫霉菌的生長(zhǎng)［90-91］，并通過(guò)減少活性氧(ROS)的積累，觸發(fā)超敏反應(yīng)(HR)和防御相關(guān)基因的上調(diào)來(lái)增強(qiáng)對(duì)辣椒的抗性［91-92］。乙烯反應(yīng)因子基因CaAP2/ERF064和CaPTI1負(fù)責(zé)觸發(fā)細(xì)胞死亡，并參與茉莉酸/乙烯(JA/ET)信號(hào)通路，調(diào)節(jié)CaBPR1、CaBPR1、CaDEF1和CaSAR82的表達(dá)［93-94］。然而，SBP-box家族CaSBP08、CaSBP11和CaSBP12基因沉默植株表現(xiàn)出對(duì)疫霉菌的抵御能力增強(qiáng)，伴隨著防御相關(guān)基因被強(qiáng)烈誘導(dǎo)，細(xì)胞損傷降低，表明這些基因?qū)苯分仓甑钟呙咕秩镜姆烙磻?yīng)具有負(fù)調(diào)控作用［95-97］。此外，CanPOD［98］、CaRGA2［99］、CaDIR7［100］和CaCIPK1［101］等基因也被報(bào)道可增強(qiáng)辣椒植株對(duì)疫病的抗性。雖然以往的研究有助于更好地了解辣椒對(duì)疫霉菌侵染的分子機(jī)制，但對(duì)參與防御的基因及其遺傳網(wǎng)絡(luò)的研究成果較少。

辣椒對(duì)疫霉菌的抗性是一個(gè)高度復(fù)雜的性狀［12］。對(duì)于復(fù)雜的性狀，關(guān)聯(lián)信號(hào)往往分布在基因組的大部分區(qū)域，包括許多與抗病性沒(méi)有明顯聯(lián)系的基因，但其在細(xì)胞中表達(dá)容易影響抗病相關(guān)核心基因的功能［102］。因此，開(kāi)展辣椒疫病抗性遺傳網(wǎng)絡(luò)研究對(duì)系統(tǒng)揭示其抗性分子機(jī)制具有重要意義，但有關(guān)辣椒響應(yīng)疫霉菌侵染機(jī)制和途徑的研究有限。在最近的一項(xiàng)研究中，Li等［103］利用轉(zhuǎn)錄組技術(shù)分析了疫霉菌接種后抗性和易感辣椒根系在不同時(shí)間點(diǎn)的基因表達(dá)變化，發(fā)現(xiàn)在抗性材料中，苯丙烷類(lèi)生物合成途徑相關(guān)基因被顯著誘導(dǎo)，表明苯丙類(lèi)生物合成途徑在辣椒根抗性中起著重要作用。另一項(xiàng)基于疫霉菌侵染的辣椒葉片的轉(zhuǎn)錄組研究揭示了與防御和信號(hào)響應(yīng)相關(guān)的基因與分子功能、細(xì)胞成分和生物過(guò)程的共同協(xié)調(diào)參與辣椒對(duì)疫霉菌侵染的響應(yīng)［104］。Rabuma等［105］研究了疫霉菌侵染過(guò)程中敏感和抗性辣椒基因型中的miRNA及其靶基因變化，其中30個(gè)靶基因與防御相關(guān)，進(jìn)一步驗(yàn)證了8個(gè)靶基因和miRNA之間的關(guān)系，這為更好地理解辣椒疫病抗性的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制提供了有價(jià)值的資源。

4 展望

疫霉菌侵染辣椒組織，同時(shí)辣椒對(duì)疫霉菌的入侵進(jìn)行抵御，是一個(gè)相互作用的復(fù)雜過(guò)程。在此過(guò)程中，PAMP被細(xì)胞表面受體識(shí)別并觸發(fā)PTI，啟動(dòng)應(yīng)對(duì)病原菌入侵的第一道防線；此時(shí)疫霉菌分泌效應(yīng)子以鎮(zhèn)壓或逃避PTI，宿主則通過(guò)對(duì)應(yīng)的策略識(shí)別效應(yīng)子并觸發(fā)ETI，引起相關(guān)基因的表達(dá)、代謝物的積累及過(guò)敏反應(yīng)等建立第二道防線。目前，大量的疫霉菌效應(yīng)子及其靶向的宿主蛋白已經(jīng)被鑒定，但辣椒中識(shí)別PAMP和效應(yīng)子的受體還鮮有報(bào)道。自辣椒疫病發(fā)現(xiàn)以來(lái)，對(duì)其抗性機(jī)制的研究已取得了豐碩成果，大量的抗性位點(diǎn)被鑒定，然而這些位點(diǎn)大多以CM334、Perennial、PI201234等幾個(gè)材料作為抗性親本構(gòu)建群體，此外還未鑒定出廣譜的抗性位點(diǎn)，對(duì)已知位點(diǎn)內(nèi)的基因挖掘和功能研究仍然有限。辣椒對(duì)疫病的抗性是高度復(fù)雜的性狀，受多基因的共同作用，許多重要的基因座通常效應(yīng)較小。因此，通過(guò)大規(guī)模資源抗性鑒定，利用全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)QTL定位的不足，鑒定一些小效應(yīng)的重要基因座。隨著高通量組學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，綜合利用多組學(xué)數(shù)據(jù)，從基因、RNA、蛋白、代謝，甚至表觀遺傳，如DNA修飾(甲基化)、RNA編輯、組蛋白修飾等多層面對(duì)辣椒—疫霉菌互作機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究，將有助于闡明辣椒疫病抗性的分子機(jī)制。