《小麥赤霉病菌中三個同源的CYP51基因的功能分析》是依託浙江大學，由馬忠華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：小麥赤霉病菌中三個同源的CYP51基因的功能分析
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：馬忠華
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
真菌的14α-脫甲基酶是三唑類殺菌劑的主要靶標位點，多數真菌中14α-脫甲基酶僅由1個基因（CYP51）編碼。課題組前期研究發現，小麥赤霉病菌有3個同源的CYP51基因（A/B/C），它們在菌體內都能正常表達，而且病菌經三唑類藥劑戊唑醇處理6小時後，這3個CYP51基因表達量均顯著增加。基因敲除試驗表明，CYP51A、B或C基因分別敲除的突變體均能夠正常生長，但它們對不同三唑類藥劑的敏感性存在顯著差異。在此基礎上，本項目擬通過雙基因敲除和基因互補試驗明確赤霉病菌中3個CYP51同源基因的功能，通過對CYP51基因啟動子區的缺失和鹼基突變以及CYP51基因轉錄調控因子的分離鑑定，分析CYP51基因受三唑類藥劑誘導後高水平表達的分子機制。預期研究結果可闡明三唑類殺菌劑對小麥赤霉病菌作用機制，為新藥劑創製和三唑類藥劑抗性治理提供科學指導。
結題摘要
本研究通過基因敲除和互補的方法研究了小麥赤霉病菌麥角甾醇生物合成途徑上21個基因的生物學功能，並對該菌中麥角甾醇合成途徑的調控元件進行分離鑑定，結果發現：（1） 小麥赤霉病菌中存在三個編碼甾醇14-α脫甲基酶的基因（cyp51A/B/C），cyp51A基因敲除突變體對7種DMI類殺菌劑都變敏感,cyp51B基因敲除突變體對7種DMI類殺菌劑的敏感性沒有顯著變化；cyp51C基因敲除突變體對部分DMI類殺菌劑變敏感。將戊唑醇和三唑酮進行復配對防治小麥赤霉病具有明顯的增效作用。（2）分析赤霉病菌中18個可能的麥角甾醇生物合成調控基因，其中僅有一個基因敲除致死，其他的17個基因都獲得了敲除突變體，這些突變體對SBI類藥劑的敏感性沒有改變, 表明該病菌中存在複雜的麥角甾醇合成調控機制。（3） 編碼甾醇C-14還原酶的FgERG24B基因控制小麥赤霉病對胺類殺菌劑的天然抗藥性，該基因缺失後突變體對3種胺類麥角甾醇合成抑制劑的抗藥性水平明顯降低。（4） 編碼甾醇C-24還原酶的FgERG4基因敲除突變體不能正常合成麥角甾醇、菌絲生長緩慢、分生孢子產量降低、孢子畸形、對SBIs抗藥性水平上升，突變體在麥穗上的致病性顯著降低、DON毒素合成受阻，表明赤霉病菌C-24還原酶可以作為一個潛在的藥靶用於新型麥角甾醇合成抑制劑的研發。
