橄榄致病疫霉Phytophthora oleae VK10A基因组测序与组装揭示其致病效应因子特征

本研究针对地中海地区新兴橄榄病原菌Phytophthora oleae，采用ONT长读长与Illumina短读长测序技术完成首例VK10A菌株高质量基因组组装（43.7 Mbp），鉴定出236个RxLR效应因子、264个Crinkler蛋白及78个Elicitins等关键致病因子。该研究为解析橄榄根腐病与果实腐烂的分子机制提供重要资源，对开发早期诊断技术与可持续防控策略具有重要价值。

　　

橄榄树作为地中海地区重要的经济作物，近年来遭受一种名为Phytophthora oleae的卵菌病原体威胁。这种病原体不仅导致野生橄榄林衰退，还引发栽培橄榄果实腐烂，在意大利和西班牙造成严重经济损失。更令人担忧的是，该病原体在19.9°C的较低温度下仍能旺盛生长，预示着气候变化背景下其危害可能进一步扩大。然而，科学界对这种新兴病原体的遗传基础和致病机制知之甚少，严重制约了有效防控策略的开发。

为破解这一难题，意大利卡塔尼亚大学（University of Catania）农业食品与环境系的研究团队对分离自西西里岛野生橄榄果实的P. oleae VK10A菌株展开全基因组研究。通过整合牛津纳米孔（ONT）长读长测序和Illumina短读长技术，研究人员成功构建了该病原体的首个染色体水平基因组草图，相关成果发表在《Journal of Plant Pathology》上。

研究采用多组学联用策略：首先通过ONT MinION平台获取150×覆盖度的长读长数据，结合Flye算法完成初始组装；随后利用90× Illumina短读长数据通过Racon进行校正；同时通过Trinity软件对V8培养基培养的菌株进行转录组组装，为基因预测提供支持。Funannotate流程完成基因注释时特别关注了效应蛋白家族。

基因组特征分析

组装获得的43.7 Mbp基因组包含156个支架，GC含量51.82%，N50达684 kbp。与相近物种比较显示，P. oleae基因组显著小于P. infestans（228.5 Mbp），但大于P. nicotianae（59 Mbp）。线粒体基因组完整组装为独立环状分子（PQ510212），包含38个CDS和25个tRNA基因。BUSCO评估显示99%的保守基因完整度，证实组装质量可靠。

致病相关因子鉴定

通过比较基因组学分析发现：

1. 效应蛋白库：鉴定出1995个分泌蛋白，包括236个RxLR效应因子（其中26个与已知Avh蛋白高度同源）、264个Crinkler效应因子和78个Elicitins，这些蛋白在宿主免疫抑制中起关键作用。

2. 降解酶系统：发现553个CAZy酶，包括248个糖苷水解酶（GHs）和104个辅助活性酶（AAs），暗示其强大的细胞壁降解能力。

3. 蛋白酶体系：472个MEROPS数据库注释的蛋白酶中，包含多个与致病相关的半胱氨酸蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶。

讨论与意义

该研究首次揭示P. oleae具有"双模式"致病潜力——既含RxLR-Crinkler等典型卵菌效应因子，又具备丰富的细胞壁降解酶。特别值得注意的是，效应蛋白的数量和多样性显著高于相近物种，可能解释其既能侵染根系又能破坏果实的广谱致病性。研究建立的基因组资源（NCBI: JBIMZQ000000000）为后续开展种群遗传学、宿主互作研究奠定基础，所鉴定的效应蛋白可作为分子标记用于早期病害监测。在气候变化导致地中海地区降雨模式改变的背景下，这些发现对保护橄榄这一重要农业文化遗产具有战略意义。