《苯並咪唑類殺菌劑新分子靶標基因的結構與功能分析》是周明國為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：苯並咪唑類殺菌劑新分子靶標基因的結構與功能分析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周明國
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
30多年來的大量研究一致認為苯並咪唑類殺菌劑作用於與真菌細胞分裂分化有關的β-微管蛋白，阻止細胞分裂，抑制菌體生長。β-微管蛋白基因發生點突變引起植物病原真菌產生抗藥性。然而，項目申請人不僅在國際上首次發現我國引起小麥赤霉病的禾穀鐮孢菌對該類代表性殺菌劑多菌靈產生了高水平抗藥性，而且證明抗藥性表型和抗藥機制也不同於國際上已經報導的其他真菌。自項目申請人首次報導赤霉病菌對多菌靈的抗藥性與β-微管蛋白基因無關，而是與赤霉病菌特有的一種新微管蛋白基因突變有關以來，新微管蛋白基因正在成為國際上新的研究熱點。本項目擬通過構建新微管蛋白基因缺失和點突變體文庫，分析其與多菌靈的親和性及對生長、發育、繁殖和致病性的影響，分析功能域；通過RT-PCR和雙色螢光分子標記及微管蛋白的原核表達和純化，分析新微管蛋白基因與β-微管蛋白基因表達互作關係及其進化的生物學意義。
結題摘要
本項目於2010年研究工作已經啟動。在前期2年的研究基礎3名博士和3名碩士經過3年的研究，超額完成了本項目設定的研究內容和考核指標，共獲得國家科技進步二等獎2項，發表SCI源論文6篇（原考核指標3篇），中文核心期刊3篇（原考核指標2篇），國家授權發明專利1個，培養了3名碩士和6名博士；作國際學術報告5次，國內學術報告13次。 構建了禾穀鐮孢菌亞洲種無遺傳標記的新微管蛋白點突變體文庫和模建新微管蛋白立體結構發現：編碼該蛋白的新微管蛋白基因三聯密碼子突變導致禾穀鐮孢菌亞洲種對苯並咪唑類殺菌劑如多菌靈的抗藥性；通過原核表達，在體外進行了該種對多菌靈不同敏感性水平菌株的微管蛋白基因家族4個成員α1-、α2-、β-、新-微管蛋白分別聚合成由α1-/α2和β-/新-微管蛋白組成的異二聚體與多菌靈結合的動力學方程，進一步證實由於新微管蛋白的點突變導致其編碼蛋白的空間構想發生改變，進而降低了其與藥劑結合的親和力；構建的雙色螢光標記突變體的顯微分析表明：β-、新-微管蛋白均為藥劑的作用靶標，但是在生物進化過程中，這兩個蛋白角色存在精確分工，前者在分生孢子、子囊孢子、分生孢子芽管和絲狀菌絲階段表達水平平穩，而後者表達水平由低到高的順序為：分生孢子＜子囊孢子＜絲狀菌絲＜分生孢子芽管，新微管蛋白側重於在致病性、菌絲生長和產孢方面發揮主導作用；新微管蛋白的點突變還導致合成小麥赤霉病菌毒素的Tri 基因族表達上調，導致抗藥性菌株DON類毒素污染小麥籽粒程度顯著加重（2倍），是抗藥性基因多功能性的表現。
