1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
SDHIs类杀菌剂是被杀菌剂抗性行动委员会新划分出来的一类作用机制和抗性机理相似的化合物,这类杀菌剂的作用机制主要是抑制病原菌琥珀酸脱氢酶活性,从而干扰其呼吸作用[1]。它们可被用于防治许多作物上的多种病害[2-3],已成为生产上一类非常重要的杀菌剂品种。但随着该类药剂的广泛使用由于作用位点单一,其抗性问题也日益凸显[4],是目前该类杀菌剂研究的热点之一。
早在1988年就有田间大麦散黑穗病菌对萎锈灵产生抗性的报导[5]。1991年,Keon[6]等检测到玉米瘤黑粉病菌对萎锈灵的抗性。1998年,Mattson[7]等研究发现在Paracoccus denitrificans中,SdhD 89位氨基酸的突变导致对萎锈灵产生抗性,Matsson[8]等于2001年还检测到该菌的另一种抗性突变型为SdhB(H228N)。2004年,Ito[9]等在研究Coprinus cinereus对氟酰胺抗性时,发现氟酰胺与萎锈灵存在交互抗性,抗性是由于SdhC基因80位上天冬酰胺(AAC)被替代为赖氨酸(AAA)所致,之前所发现对萎锈灵的抗性突变都发生在SdhB和SdhD亚单位上。 2009年,Shima[10]等检测了米曲霉菌(Aspergillus oryzae )对抗萎锈灵突变体的3个突变位点,这3个突变位点分别位于SdhB、SdhC和SdhD三个亚单位上。
2007年,Stammler[11]等研究结果表明:灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea )对啶酰菌胺的抗性是由于SdhB亚单位第225位和272位上的氨基酸突变所致,同年,巴斯夫公司还报道了Botrytis elliptica在SdhB亚单位位于272位上的氨基酸由组氨酸突变为酪氨酸或精氨酸而对啶酰菌胺产生抗性。2008年,Avenot[12]等监测到对啶酰菌胺具极高水平抗性的A. alternata菌株(EC50500 mg/L,菌丝生长速率法),并且与萎锈灵存在交互抗药性,通过比对抗性菌株和敏感菌株的SdhB全序列发现有2种抗性突变型分别为277位上的组氨酸(CAC)转变为酪氨酸(TAC)或精氨酸(CGC)。,2007年,Stevenson[13]等在田间检测到因SdhB亚单位上的氨基酸由组氨酸突变为酪氨酸而引起西瓜蔓枯病菌(Didymella bryoniae )对啶酰菌胺的抗性菌株
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:
(1) 从分子水平明确小麦纹枯病菌对噻呋酰胺产生抗性的可能的靶标基因及突变位点;
(2) 从分子水平进行噻呋酰胺抗性突变体分子检测。
3. 研究的方法与方案
研究方法和试验方案:
(1) 琥珀酸脱氢酶四个亚基sdhA、sdhB、sdhC和sdhD序列生物信息学分析及基因克隆
申请者所在实验室对小麦纹枯病菌的基因组进行了测序,根据双色蜡蘑、玉米黑粉菌和粗皮侧耳中的sdhA、sdhB、sdhC和sdhD序列在基因组里筛选到小麦纹枯病菌的sdhA、sdhB、sdhC和sdhD序列,根据已有的基因序列,设计扩增这四个基因的引物,以小麦纹枯病菌DNA和cDNA为模板,通过测序分析比较,明确这四个基因的氨基酸序列。
4. 研究创新点
本项目的前期研究结果表明噻呋酰胺杀菌剂在室内离体和室外大田条件下对小麦纹枯病都有很好的防治效果,但是对其抗药性分子机制还不清楚,本项目的实施可以明确小麦纹枯病菌对噻呋酰胺产生抗性的分子机制,为评估小麦纹枯病菌对噻呋酰胺的抗药性风险提供理论依据,为引进噻呋酰胺用于小麦纹枯病菌的防治提供正确的使用策略。
5. 研究计划与进展
本项目计划五个月完成(2014.9-2015.1),分年度研究计划和预期进展如下:
2014.9-2014.10:
(1) 提取敏感菌株和抗性突变体的DNA和RNA;
