杧果炭疽病菌对咪鲜胺的室内抗药性研究

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杧果炭疽病是杧果生产和储运过程中的重要病害。咪鲜胺是当前杧果生产中用于防治炭疽病的主要药剂之一。但杧果炭疽菌【Colletotrichum glosoporioides (Penz.)Sacc.】对咪鲜胺的抗药性研究目前尚处于空白。本文在室内药剂驯化出一株杧果炭疽菌抗咪鲜胺突变体(MCGM)的基础上,比较了突变体和野生菌株(MCGW)的离体适合度,初步评估了咪鲜胺的抗性风险,探索了MCGM抗药的生理机制和分子机制。得出结果如下:从含咪鲜胺12g·mL-1的平板中获得了一株抗性突变体,连续无药培养9代后抗药性基本能保持稳定。MCGM菌丝粗壮,菌丝干重显著高于MCGW。部分分生孢子变异为圆形。相同条件下MCGM分生孢子的萌发率高于MCGW。但在菌丝生长速率、产孢量、附着胞形成率、分生孢子和附着胞的平均大小等方面,MCGM显著低于MCGW。致病力测定结果显示,MCGM对杧果花器的致病力高于MCGW,而MCGM对杧果幼果的致病力则明显低于MCGW。交互抗药性测定结果表明,咪鲜胺能与作用机制相同或相似的DMIs类杀菌剂之间产生正交互抗药性,与苯并咪唑类杀菌剂之间没有交互抗药性。抗性生理生化机制研究表明:在光学显微镜下,药剂处理后MCGM菌丝顶端生长受阻,膨大畸形,菌丝过度分支,菌丝比表面积增加,加大了与外界的物质交换;透射电镜结果显示,MCGM细胞内电子致密体颜色变浅,液泡、线粒体、脂滴等结构增加,而细胞壁加厚程度较MCGW小。MCGM通过增加细胞内膜系统以加强对杀菌剂的排泄作用。MCGM菌丝细胞膜透性显著高于MCGW菌丝,一定程度上增加了对杀菌剂的排泄作用。MCGM与MCGW对高糖和高盐渗透压均不敏感。咪鲜胺对MCGM菌丝的呼吸可产生双重影响,MCGM的呼吸作用强于MCGW,一定程度上增加了对咪鲜胺的代谢强度。抗性分子机制研究表明:CYP51基因的第114位和第1633位碱基由G突变为A,对应的氨基酸位点的第26位由Val(缬氨酸)突变为Ile(异亮氨酸),145位Asp(天冬氨酸)突变为Asn(天冬酰胺)。取代氨基酸结构相似,疏水性增加,与药剂的亲和性降低。而表现抗药性。MCGM CYP51基因的表达量比MCGW提高了13.045倍,编码的CYP51酶量增加,补偿了药剂对麦角甾醇生物合成的影响。认为,抗药性产生的原因是CYP51基因点突变和基因表达量上升的共同结果。
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