【摘 要】
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大豆疫霉（Phytophthora sojae）引起的大豆根腐病（Phytophthora root rot,PRR）在我国东北和黄淮海等区域广泛发生并造成严重经济损失。大豆抗性丧失,大豆疫霉抗药性出现,病害的防控更加困难,亟需发掘新的防控靶标,筛选化学抑制剂。类异戊二烯（isoprenoids）是生物中最为丰富的次级代谢产物,异戊烯转移酶催化前体异戊烯焦磷酸（isopentenyl diphos
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大豆疫霉（Phytophthora sojae）引起的大豆根腐病（Phytophthora root rot,PRR）在我国东北和黄淮海等区域广泛发生并造成严重经济损失。大豆抗性丧失,大豆疫霉抗药性出现,病害的防控更加困难,亟需发掘新的防控靶标,筛选化学抑制剂。类异戊二烯（isoprenoids）是生物中最为丰富的次级代谢产物,异戊烯转移酶催化前体异戊烯焦磷酸（isopentenyl diphosphate,IPP）和烯丙基焦磷酸（dimethylallyl diphosphate,DMAPP）异戊烯基团转移。本研究通过抑制剂处理、基因敲除和表型分析,对两个重要的异戊烯转移酶和PsERG20和PsRAM1的功能进行了研究。研究结果筛选得到大豆疫霉保守的代谢途径和关键的基因,并得到活性较强的抑制剂,为设计新型疫霉菌杀菌剂提供了科学基础。本研究取得成果如下:1.洛伐他汀抑制大豆疫霉生长发育、致病和基因表达洛伐他汀作用靶标为MVA途径中HMG-Co A还原酶,洛伐他汀处理后大豆疫霉菌丝生长减慢;孢子囊和卵孢子产量减少,游动孢子的休止上升;大豆疫霉游动孢子的致病能力降低;并且MVA途径中的基因的表达水平均表现出差异。2.大豆疫霉PsERG20调控生长发育和致病PsERG20是MVA途径的关键基因之一。系统发育显示PsERG20与动物的同源基因具有较高的相似性;与酿酒酵母同源基因结构相似,氨基酸序列相似性为70.43%;GFP融合显示PsERG20定位于细胞质中。敲除大豆疫霉PsERG20基因导致突变体生长缓慢,孢子囊和卵孢子产量减少,突变体的致病能力降低。3.双膦酸盐抑制大豆疫霉生长发育和致病含氮双膦酸盐（Nitrogen containing bisphosphonates,N-BPs）作用靶标为FPPS。使用双膦酸盐处理大豆疫霉后,大豆疫霉生长速率降低;孢子囊和卵孢子产量降低;菌丝和游动孢子对大豆下胚轴的致病力显著降低,且游动孢子不能正常侵染。双膦酸盐处理对大豆疫霉的生长发育有显著影响。4.大豆疫霉PsRAM1调控生长发育和致病大豆疫霉PsRAM1以FPP为底物,进行蛋白异戊烯修饰。PsRAM1系统发育分析表明大豆疫霉RAM1基因与植物的法尼基转移酶基因具有较高的相似性,蛋白结构预测与酵母菌RAM1基因有44.78%的氨基酸为相同或相似。PsRAM1敲除突变体生长速度缓慢,孢子囊和卵孢子产量降低,且致病能力减弱,揭示其调控生长发育和致病的重要功能。
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