1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
卵菌是一类包括疫霉、水霉、绵霉、腐霉、霜霉和白锈等多种动植物病原物在内的，类似真菌菌丝生长的真核微生物[1]。其中的疫霉属（Phytophthora）是一类重要的植物病原菌群体，该属的70多种中绝大多数可以侵染双子叶植物，对于农业生产和生态环境具有毁灭性破坏作用[2]。大豆疫霉（Phytophthora sojae）隶属于茸鞭生物界卵菌门疫霉属，能够侵染大豆引起根腐病，是大豆生产上的一种毁灭性病害，全球每年由于大豆根腐病导致的直接经济损失高达十几亿美元[3]。相对于真菌和细菌，疫霉菌基因组较大并且遗传转化困难，对疫霉菌致病机理的研究进展非常缓慢。但是，随着卵菌遗传转化和植物瞬时转化技术的不断成熟[2],大豆疫霉基因组序列测序完成，在生物信息学的帮助下，以外泌蛋白为焦点的卵菌致病机理的研究逐渐取得了一系列突破性进展[4]。
宿主受体是植物防御病原体（如卵菌）侵染的重要组成部分，它可以识别保守的病原物相关分子模式（PAMP）和微生物相关分子模式[5]。PAMPs最初定义为高度保守的分子，其在微生物存活中具有必要功能[6]。植物可以识别来自细菌或真菌的许多不同的PAMPs。 迄今为止，已经鉴定出的来自卵菌纲的PAMP包括β-葡聚糖、七葡萄糖苷、转谷氨酰胺酶（Pep13）、纤维素结合引发子凝集素和激活素[7,8]。然而，允许植物感知卵菌作为非自身和防御感染的机制仍然只是部分已知的。
病原体的水解酶通过宿主大分子的降解及次级代谢物的解毒是引起植物发病的主要途径[9]。碳水化合物活性酶可以降解植物细胞壁聚合物，以允许病原体侵入植物组织并为病原体提供营养物质[10]。这些酶包括果胶酶、多聚半乳糖醛酸酶、葡聚糖酶、纤维素酶和木葡聚糖酶。编码碳水化合物活性酶的一些个别基因的影响影响病原菌对植物的侵染。在炭疽菌属中，果胶裂解酶基因CcpelA的缺失导致对绿色番茄果实的毒力的实质性损失[11]，而在赤叶枯刺盘孢菌中，果胶裂解酶基因PelB的缺失降低了对鳄梨的毒力（美洲山茱萸果实）[12]。然而，大多数细胞壁降解酶（CWDEs）在毒力中的特定作用仍然很大程度上未知，特别是在卵菌纲。
2. 研究的基本内容和问题
1. 研究目标
本研究前期初步发现糖苷水解酶GH19家族（Glycoside Hydrolase family 19）的一个基因在大豆疫霉侵染大豆过程中显著上调表达，其编码的蛋白含有信号肽，推测该家族基因可能与大豆疫霉的致病等过程相关。本研究将首先对大豆疫霉的GH19基因家族进行生物信息学分析，从中挑选出一个重要候选基因，利用CRISPR技术进行大豆疫霉基因组编辑，实现候选基因的敲除，进而对转化子进行表型分析，揭示该GH19基因的生物学功能。
2. 研究内容
3. 研究的方法与方案
1. 研究方法
本课题的研究方法主要为指导老师及课题组已经熟练掌握的生物信息学分析方法、对大豆疫霉基因组进行基因敲除的CRISPR技术、基因克隆、Western blot、菌株生长速率测定等实验技术与方法。课题前期工作已解决GH19基因研究中的两个关键技术：
（1）利用生物信息学方法对大豆疫霉的GH19基因家族进行分析，从中挑选出一个重要候选基因。
4. 研究创新点
（1）选题新颖。目前对糖苷水解酶有研究，但是对大豆疫霉糖苷水解酶家族19的报道很少，其在病原菌于寄主植物互作中可能行驶特定的功能，其生物学功能的研究具有重要的意义。
（2）实验技术领先。指导老师课题组长期从事大豆疫霉相关研究，具有国际化研究水平，为课题的开展奠定了良好的基础。
5. 研究计划与进展
2016.9-2016.10
利用生物信息学鉴定和分析特定基因家族，并筛选候选基因。
2016.10-2017.3
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