新型杀菌剂氰烯菌酯对禾谷镰刀菌的作用机制研究

发布时间：2017-12-19 14:23

  本文关键词：新型杀菌剂氰烯菌酯对禾谷镰刀菌的作用机制研究　出处：《浙江大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：赤霉病是谷类作物上的毁灭性病害,不但造成粮食严重减产,而且病原菌在受侵染的籽粒中还会产生真菌毒素,严重威胁食品安全和生命健康。目前生产上用于防治小麦赤霉病的一些杀菌剂,虽然在一定程度上可以有效地控制病害的发展,但是却不能够有效地抑制病原菌产生毒素,有的甚至会刺激病原菌合成更多的毒素。因此,应用既能防病又能控毒的新型杀菌剂在小麦赤霉病可持续防控上显得尤为重要。氰烯菌酯是一种对镰刀菌具有特异抑菌活性的新型杀菌剂,不仅能够有效地抑制病原菌的生长,而且还可以显著地降低受侵染小麦籽粒中DON毒素的含量。氰烯菌酯已经在生产上广泛地应用于防治小麦赤霉病和水稻恶苗病,但是对于氰烯菌酯的作用机制一直不明确。本研究通过药剂筛选和紫外诱变的双重选择压力,获得了对氰烯菌酯高抗的禾谷镰刀菌突变体,利用分子生物学和生物化学等实验技术研究了氰烯菌酯的作用机制,取得如下发现:1)氰烯菌酯具有优越的抑菌和控毒特性。氰烯菌酯比目前生产上广泛应用于防控小麦赤霉病的苯并咪唑类杀菌剂多菌灵和DMI类戊唑醇具有更好的抑菌活性,并且即使当禾谷镰刀菌侵染麦粒以后,氰烯菌酯依然能够有效地控制病原菌产生DON毒素。氰烯菌酯对绝大多数镰刀菌具有较好的抑菌活性,但对其它的真菌活性很低。2)Ⅰ型肌球蛋白点突变导致抗药性。通过转录组和重测序分析,我们发现禾谷镰刀菌的Ⅰ型肌球蛋白发生了点突变S217L和E420K。通过遗传转化实验将点突变的Ⅰ型肌球蛋白基因FgMYO1S217和FgMYO1E420K转入野生型PH-1中,敏感菌株变成了氰烯菌酯高抗菌株,证明了 Ⅰ型肌球蛋白点突变导致了禾谷镰刀菌对氰烯菌酯抗药性的产生。3)氰烯菌酯抑制Ⅰ型肌球蛋白ATPase酶活性。氰烯菌酯显著抑制禾谷镰刀菌野生型Ⅰ型肌球蛋白FgMyo1WT的 ATPase酶活性,但对点突变的Ⅰ型肌球蛋白FgMyo1S217L和FgMyo1E420K的ATPase酶活性几乎没有影响,说明氰烯菌酯靶向禾谷镰刀菌Ⅰ型肌球蛋白,抑制了其ATPase酶活性从而抑制了病原菌生长。通过基因敲除以及分析Ⅰ型肌球蛋白发生点突变的抗性菌株(JS-R2)的表型缺陷,推断在禾谷镰刀菌中Ⅰ型肌球蛋白是生命活动所必需的。4)Ⅰ型肌球蛋白氨基酸差异性导致氰烯菌酯作用专化性。禾谷镰刀菌野生型菌株PH-1获得了稻瘟菌Ⅰ型肌球蛋白MgMyo1后同样对氰烯菌酯高抗,说明不同物种间Ⅰ型肌球蛋白氨基酸的差异性导致了氰烯菌酯作用的专化性。5)氰烯菌酯抑制毒素体的形成。编码囊泡形成蛋白FgAbp1基因敲除突变体对氰烯菌酯敏感性增加,并且敲除突变体△FgAbp1中不能正常形成囊泡。荧光共定位实验发现FgAbp1与DON毒素合成途径关键酶Tri1共定位于毒素体膜上。通过蛋白免疫共沉淀实验证明了 DON毒素合成途径关键酶Tri1与Ⅰ型肌球蛋白FgMyo1以及DON毒素合成途径关键酶Tri4都互作,推断氰烯菌酯很可能通过抑制了毒素体的形成从而影响了禾谷镰刀菌正常合成DON毒素。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S432.4

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本文编号：1308310