灰霉病菌对啶酰菌胺的敏感性检测及其旁路氧化酶(AOX)的生物学功能

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灰霉病是最重要的植物病害之一,其防治依赖于化学防治。而灰霉病菌是杀菌剂抗药性风险最高的病原真菌。琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHIs)与Qo抑制剂(QoIs)同属于线粒体现代呼吸抑制剂的范畴。本文采用菌丝生长速率法测定了2017年间从浙江省不同地区采集的240灰株霉病菌对啶酰菌胺的敏感性并分析了SDH基因突变情况,结果表明啶酰菌胺抗药性菌株的抗性分子机制主要为SdhB的H272R、N230I、P225F突变,其中B亚基H272R突变的菌株大都(50%)伴随有C亚基发生I80H或G85A、I93V、M158V、V168I突变,而N230I、P225F突变均为单个点突变。同时也发现少数特殊的情况如XJB17-22菌株,B亚基发生H272R突变,却对啶酰菌胺敏感。植物和大多真菌可以通过表达旁路氧化酶(AOX)来补充或取代传统的线粒体呼吸电子传递链,从而完成真菌体内的产能代谢以及保护线粒体不受呼吸抑制剂的干扰。真菌线粒体呼吸链内AOX除了旁路氧化功能外,还有没其他生物学功能目前仍有待研究。在正常的生命活动中,AOX通常被认为不起作用。在稻瘟病菌上也报道过其对菌的致病没影响。然而我们在灰霉AOX研究中却发现灰霉AOX突变体致病力明显下降,同时我们还发现AOX基因突变体的表型与野生亲本菌株相比发生了显著变化,如突变体产孢量显著减少,产菌核量显著增加。此外AOX突变体对二甲酰亚胺类(DCFs)药剂腐霉利(procymidone)表现一定程度的敏感。与此同时,在我们的研究中,AOX同样可以降低灰霉病菌对QoIs类杀菌剂的敏感性。如(1)突变体对SDHIs类杀菌剂均表现不敏感,对QoIs类杀菌则表现非常敏感;(2)嘧菌酯可以诱导野生型菌株AOX基因的表达,而突变体菌株AOX基因则不能被诱导表达;(3)突变体胞内H2O2含量(RFU值)显著增加等。这些结果均表明AOX在灰霉病菌的生长发育、致病以及对适应其他外界胁迫中发挥重要作用。
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