番茄匍柄霉菌(Stemphylium lycopersici,S.lycopersici)引起番茄灰叶斑病,是具有重要研究价值的病原真菌。然而,由于缺乏对番茄匍柄霉菌的功能基因组学研究,其致病因子和致病机理尚不清楚。已有研究表明NLP(necrosis-and ethylene-inducing peptide 1-like protein)蛋白是一类病原相关分子模式。在这项研究中,我们首次在番茄匍柄霉菌进行了真菌转化和靶向基因替换,并且在此基础上研究了番茄匍柄霉菌中NLP基因的功能。主要研究结果如下:1.番茄匍柄霉菌在侵染番茄的过程中强烈诱导NLP基因转录表达。我们GSI-IX试剂在番茄匍柄霉菌中鉴定到一个NLP基因,且全基因组范围内只有一个拷贝。RT-qPCR数据显示,番茄匍柄霉菌侵染番茄叶片后病原物中NLP基因的表达受到显著诱导。这表明NLP蛋白参与了番茄匍柄霉菌的致病过程。2.NLP影响番茄匍柄霉菌分生孢子的产生,但不影响其营养生长。我们创制了NLP基因的敲除突变体(?)nlp和基因过表达菌株pACTIN:NLP。结果显示与对照菌株相比,(?)nlp的分生孢子的数目显著减少,而菌丝体生长不受影响。表明NLP影响真菌无性生殖,但是不影响营养生长。3.NLP影响番茄匍柄霉菌的渗透胁迫和氧化胁迫应激反应。真菌对渗透胁迫、氧化胁迫的应激反应可以作为病原体毒力的指标。研究结果显示,与对照菌株相比在渗透胁迫和氧化胁迫条件下,(?)nlp突变体表现出更强的生长抑制,而pACTIN:NLP菌株对胁迫的响应与对照菌株类似。表明NLP调节了番茄匍柄霉菌的渗透胁迫、氧化胁迫的应激反应。4.NLP是番茄匍柄霉菌的一个重要毒力因子。用对照菌株、(?)nlp突变体和pACTIN:NLP菌株接种番茄后,(?)nlp突变体造成的病症减弱,而pACTIN:NLP的致病能力显著高于对In Situ Hybridization照菌株。此外与对照菌株相比,接种部位的(?)nlp突变体菌丝更短。结果表明NLP缺失降低了番茄匍柄霉菌的毒力。5.NLP抑制番茄匍柄霉菌感染番茄叶片所诱导ROS的产生。RT-qPCR结果显示,与野生型菌株侵染相比,番茄受到(?)nlp突变体感染后植株ROS合成基因RbohA和RbohB的转录水平更高,而pACTIN:NLP菌株引起RbohA和RbohB的转录水平降低。同时ROS染色试验结果显示,与野生型菌株相比(?)nlp突变体诱导植物体内积累更多的ROS,而pACTIN:NLP菌株侵染番茄诱导的ROS积累显水平著下降。6.番茄匍柄霉菌NLP触发植物免疫反应和并抑制植物生长。人工合成的nlp20多肽处理番VX-661化学结构茄叶片能够诱导细胞死亡,并导致免疫响应基因表达。同时在番茄中过表达番茄匍柄霉菌NLP基因导致植株组成型表达免疫响应基因。与对照植物相比,过表达材料p35S:NLP-GFP,生长缓慢,株型变矮,并且主根和下胚轴长度显著变短。表明番茄匍柄霉菌NLP是一个毒力因子。综上,我们首次在番茄匍柄霉菌中通过遗传转化方法构建敲除和过表达菌株并对NLP进行了功能研究。NLP可能通过抑制番茄中病原诱导的活性氧积累促进病害发生。通过基因操作,我们展示了NLP在番茄匍柄霉菌致病力、无性生殖、生长发育和环境胁迫响应中的作用。这项工作为非模式真菌病原体的功能基因组学研究提供了一个范例。研究获得的转基因菌株和转基因番茄是研究番茄与匍柄霉属真菌互作的重要遗传材料。