抗嘧霉胺的番茄灰霉病菌中CGS和MS基因的功能研究

The biochemical mechanism of pyrimethanil and other anilinoprimidine fungicides is the inhibition of the biosynthesis of methionine, but the molecular targets and the resistance mechanism to anilinoprimidine fungicides is not yet clear. So far, three major enzymes, CGS (cystathionine γ-synthase), CBL (cystathionine β-lyase), and MS(Methionine Synthase)are necessary in methionine biosynthetic pathway of Botrytis cinerea. It has been reported that the CBL is not the primary target site of pyrimethanil. These results indicate that the CGS and MS may be the primary target of pyrimethanil, but it have not been to confirmed yet. Therefore, the project study on the different sensitivity levels to pyrmethanil of Botrytis cinerea strains, the CGS and MS in methionine biosynthetic pathway, which use gene cloning, sequence analysis, real-time PCR, point mutation, gene knockout and complement and function analysis, is to prove the role of CGS and MS in pyrimethanil resistance, and make clear whichone is the primary target of pyrimethanil, and their functions in the growth. The results will provide the theoretical basis and reference for Botrytis cinerea resistance management and new fungicide creation.

嘧霉胺等苯胺基嘧啶类杀菌剂的生化作用机制是抑制甲硫氨酸的生物合成，但其分子靶标和抗性机制尚不明确。根据已有的背景信息，番茄灰霉病菌中甲硫氨酸合成途径中存在三个必需的酶CGS（胱硫醚-γ-合成酶）、CBL（胱硫醚-β-裂解酶）和MS（甲硫氨酸合成酶），已经有报道认为CBL不是嘧霉胺的作用靶标，因此推测嘧霉胺可能作用于CGS或MS上，但是目前仍没有直接证据表明CGS或MS为嘧霉胺的作用靶标。因此该项目拟以对嘧霉胺不同敏感性的番茄灰霉病菌为材料，以甲硫氨酸合成途径中CGS和MS为对象，通过基因克隆，序列分析、Real-Time PCR、点突变、基因敲除与回复和生物学功能分析等方法，研究CGS和MS在嘧霉胺抗性中的作用，以及嘧霉胺是否作用于CGS或MS，同时明确CGS和MS在番茄灰霉病菌生长发育中的功能，为灰霉病的治理和新型杀菌剂的创制提供理论依据和借鉴。

作用分子靶标单一的现代杀菌剂具有选择性强、高效、低毒的突出优点，不仅被广泛用于控制植物病害的流行和危害，而且被国内外作为创制新型杀菌剂的目标。然而病原生物体内单一的分子靶标发生突变，或与靶标基因表达有关的调控基因缺失、或发生部分重复序列，即会表现不同水平的抗药性。因此，病原物与抗药性有关的基因，往往也是杀菌剂作用的分子靶标或与靶标相关的调控基因。嘧霉胺等苯胺基嘧啶类杀菌剂的生化作用机制是抑制甲硫氨酸的生物合成，但其分子靶标和抗性机制尚不明确。本项目严格按照研究计划进行相关研究，以对嘧霉胺不同敏感型的番茄灰霉病菌为材料，以甲硫氨酸合成途径中CGS和MS为对象，研究CGS和MS在嘧霉胺抗性中的作用，以及嘧霉胺是否作用于CGS或MS，明确了CGS和MS基因在番茄灰霉病菌生长发育中的功能。同时对河南省番茄灰霉病菌对嘧霉胺等常用防控药剂的抗药性动态流行规律进行了研究，为灰霉病的治理和新型杀菌剂的创制提供理论依据和借鉴。