荔枝是中国重要的热带和亚热带水果,而荔枝霜疫病严重影响主产区荔枝的品质产量以及荔枝贮藏、运输。因此该研究以该病病原菌荔枝霜疫霉Peronophythora litchii为研究对象,研究其致病机制,以期发现新的致病关键基因和病害防控的分子靶标。本研究首先通过生物信息学方法,鉴定了荔枝霜疫霉MAPK家族成员PlMAPK2是Kss1/Fus3型丝裂原活化蛋白激酶,具有保守功能域STwww.selleck.cn/products/XL184Kc_MAPK。PlMAPK2在孢子囊和侵染1.5 h上调bio-based oil proof paper表达15倍以上,表明这阶段起着重要的调控作用。然后运用CRISPR/Cas9基因编辑技术对PlMAPK2进行敲除,成功得到PlMAPK2的两个敲除突变体:M113和M115。对PlMAPK2敲除突变体的游动孢子释放率、孢子囊数量及大小、菌丝生长、卵孢子大小及数量、细胞壁胁迫、过氧化氢胁迫和高渗胁迫等进行了测定。结果显示PlMAPK2的敲除突变体游动孢子释放率较野生型WT和对照组CK显著降低,但PlMAPK2的敲除不影响孢子囊数量及大小、菌丝生长和卵孢子大小及数量、细胞壁胁迫、过氧化氢胁迫和高渗胁迫,表明PlMAPK2在游动孢子的释放过程中发挥功能。为了探究游动孢释放率下降的原因,了解PlMAPK2是否参与孢子囊原生质割裂过程,利用特异性标记染料FM4-64、DAPI对PlMAPK2的敲除突变体的孢子囊细胞膜和细胞核进行染色,结果表明PlMAPK2在荔枝霜疫霉孢子囊割裂过程中发挥关键作用。为进一步分析PlMAPK2孢子囊不正常割裂的分子机制,我们分析了2个已报道的与孢子囊割裂相关的基因PlMYB1和PlMAD1与PlMAPK2之间的关系,结果表明PlMYB1和PlMAD1在PlMAPK2敲除突变体中显著下调表达。因此,PlMAPK2可能调控PlMAB1和PlMAD1进而影响孢子囊割裂过程。对PlMAPK2基因敲除突变体进行了致病力测定,结果显示PlMAPK2敲除突变体致病力较WT显著减弱,揭示了PlMAPK2对荔枝霜疫霉的致病性起重要作用。植物病原菌可分泌漆酶到胞外清除寄主植物产生的胼胝质和活性氧等,随后探究PlMAPK2的敲除是否会影响漆酶活性,结果显示,PlMAPK2基因敲除导致漆酶活性减弱;进一步分析了8个漆酶编码基因(Pl103272、Pl1104952、Pl106181、Pl106923、Pl106924、Pl106183、Pl111416、Pl111417)在PlMAPK2突变体中的转录水平,结果发现3个漆酶编码基因(Pl104952,Pl106183和Pl111417)显著下调,推测PlMAFerroptosis抑制剂PK2的敲除影响了漆酶基因的转录水平进而影响漆酶活性。本研究发现了荔枝霜疫霉PlMAPK2在荔枝无性繁殖和致病过程中发挥关键作用,为荔枝霜疫霉的病害防控提供了新的理论基础和靶标基因。