近日,河南農業大學周琳教授團隊在《Pest Management Science》期刊上發表題為“Heterozygous mutation in the SdhD subunit confers resistance to thifluzamide in the multinucleate pathogen Sclerotium rolfsii”的研究成果。河南農業大學植物保護學院2024級博士研究生蔣超凡和周琳教授為共同第一作者,崔凱娣副教授和何磊鳴副教授為論文共同通訊作者。
該研究團隊通過室內藥劑馴化,獲得了穩定的噻呋酰胺抗性突變體。多代培養結果表明,抗性突變體可維持較高的抗性水平,且在菌絲生長、菌核形成及致病力方面與親本菌株總體相當,表明其在田間具備較強的生存與競爭能力。通過DAPI熒光染色比較菌絲細胞核數量,發現抗性突變體與親本菌株在單位菌絲段細胞核數量上無顯著差異,說明白絹病菌對噻呋酰胺的抗性發展與細胞核數量變化無關。在分子機制方面,團隊對琥珀酸脫氫酶(SDH)四個亞基的編碼基因進行了系統測序,發現在所有抗性突變體內均存在SdhD亞基第103位氨基酸由組氨酸(H)變為酪氨酸(Y)的雜合突變(SdhD-H103Y)。分子對接模擬顯示,該突變可顯著影響噻呋酰胺與SDH復合體的結合構象,降低藥劑與靶標蛋白之間的親和力。進一步通過原生質體遺傳轉化實驗,將攜帶SdhD-H103Y突變的基因導入敏感菌株,可顯著降低其對噻呋酰胺的敏感性,從而在功能上驗證了該突變在抗性形成中的決定性作用。此外,焦磷酸測序分析表明,突變等位基因的核型頻率與抗性水平具有相關性。
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