柑橘青黴菌農藥靶標酶CYP51活性部位結構與抑制機理研究

《柑橘青黴菌農藥靶標酶CYP51活性部位結構與抑制機理研究》是依託華中師範大學，由劉德立擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：柑橘青黴菌農藥靶標酶CYP51活性部位結構與抑制機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉德立
• 依託單位：華中師範大學

項目摘要

真菌病害是影響農業豐產的主要病害之一，特別是果蔬采後病害造成的損失巨大。柑橘青綠霉病是柑橘貯運期間發生的最嚴重病害，因其感染柑橘采後損失高達30%以上。研究柑橘青綠霉病原菌農藥靶標酶活性部位結構及其抑制機理，對闡明農藥抗性分子機理，促進高效低毒、安全的新型農藥的研製有著非常重要的意義。本項目擬採用基因工程技術克隆柑橘青黴菌包括義大利青黴 (P.italicum)、擴展青黴(P.expansum)等的重要靶標酶CYP51基因，進行多樣性分析；結合分子模擬、同源模建和定點突變技術研究柑橘青黴菌CYP51活性中心結構及其與抑制劑（DMIs）相互作用機理,從而闡明酶活性部位結構與功能的關係。通過分子對接設計新型的CYP51抑制劑，虛擬篩選並選擇性合成高效抑制先導化合物，採用CYP51結合光譜法篩選新型抑制劑。為研發以CYP51為特異靶標的新型真菌殺菌劑奠定理論基礎。

結題摘要

柑橘青綠霉病是柑橘貯運期間發生的最嚴重病害，研究柑橘青綠霉病原菌農藥靶標酶抑制機理及其多樣性分析，對闡明農藥抗性分子機理，促進高效低毒、安全的新型農藥的研製有著非常重要的意義。我們按計畫圓滿完成了“柑橘青黴菌農藥靶標酶CYP51活性部位結構與抑制機理研究”。項目執行期間，我們從不同地區（包括湖北、江西、山東、海南等地）採集分離了柑橘青黴菌158株，採用18S rDNA結合ITS-rDNA序列雙重鑑定法成功進行了分離鑑定，其中指狀青黴89株、義大利青黴菌46株；其他菌株包括小刺青黴、擴展青黴、皮落青黴等總計23株。篩選出典型抗性株和敏感株，從50多株柑橘青黴菌（包括義大利青黴11株、指狀青黴40多株）克隆了重要靶標酶CYP51基因（包括義大利青黴P.italicum和指狀青黴P.digitatum的 Pi/PdCYP51A/B/C基因），並進行了多樣性分析。完成了義大利青黴PiCYP51A和指狀青黴PdCYP51B的同源模建與分子模擬；結合定點突變技術重點研究了義大利青黴菌和指狀青黴菌CYP51活性中心結構及其與抑制劑(DMIs)相互作用機理。在同源模建基礎上，通過分子對接、虛擬篩選並選擇性合成了高效抑制先導化合物，採用CYP51結合光譜法體外篩選出新型DMI抑制劑6e系列農藥先導化合物。為研發以CYP51為特異靶標的新型真菌殺菌劑奠定理論基礎。 本項目取得的研究成果已在國際著名期刊J. Agric. Food Chem（SCI分級A區；農業科學和農藥學領域前5%刊物）和Biotechnol Lett.發表SCI學術論文3篇，其它國內外重要學術期刊上發表論文10多篇。還有部分研究成果即將發表。該項目對培養研究生起到至關重要的作用，項目執行期間，先後有10名研究生參加，其中已畢業碩士生5名（研究生名單和學位論文題目附後）。