马铃薯晚疫病菌对烯酰吗啉抗性形成和进化的机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31501663
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    19.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1405.植物化学保护
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Phytophthora infestans is a causal agent of late blight in potato. Dimethomorph is one of typical carboxylic acid amides (CAA), playing an important role in the management of late blight in potato. However, fungicide resistance is the major limitation for its application. Few study was reported about the role of genetic structure of pathogen on evolution of fungicide resistance. We will monitor the genetic diversity of P. infestans population (including variation of target gene CesA3 for dimethomorph and variation of neutral loci), and sensitivity of P. infestans to dimethomorph in experimental station in Yunnan province during 4 years for evaluation the potential of dimethomorph insensitivity in this project; investigate the patterns of genetic variation at neutral SSR markers and quantitative trait of fungicide sensitivity (the Fst/Qst comparison) of temporal distribution for understanding the role of natural selection on evolution of dimethomorph insensitivity; will clone CesA3 gene and analyzed the role of mutation, recombination and selection on the evolution of this gene. The results from this project will illustrate the evolution mechanism of dimethomorph insensitivity in P. infestans population, and will be useful for designing a disease management program and important for sustainable control of potato late blight.
致病疫霉引起的晚疫病是马铃薯生产中的毁灭性病害。烯酰吗啉是CAA类杀菌剂的代表性品种,在马铃薯晚疫病防治中起重要作用,然而抗性的发生发展是其充分发挥作用的重要限制因素。病原菌群体的遗传背景对抗药性发生发展的影响至今鲜有研究。本项目拟以云南野马生态区为监测点,连续4年监测马铃薯晚疫病菌的群体遗传多样性(包括烯酰吗啉靶标基因CesA3的变异和中性位点变异)及对烯酰吗啉的敏感性变化,分析该病菌的遗传结构分化对烯酰吗啉敏感性变迁的影响;通过比较病菌遗传分化度(FST)和抗药性分化度(QST)的时间分布,分析自然选择在烯酰吗啉抗性性状进化中的作用;同时克隆病原菌的CesA3基因,并利用生物信息学分析突变、重组和自然选择在该基因演化中的作用。通过上述研究明确马铃薯晚疫病菌对烯酰吗啉抗性进化的机制,为该杀菌剂的科学使用及延缓抗药性的形成提供理论依据,最终为经济、可持续控制马铃薯晚疫病奠定理论基础。

结项摘要

致病疫霉引起的晚疫病是马铃薯生产中的毁灭性病害。烯酰吗啉是CAA类杀菌剂的代表性品种,在马铃薯晚疫病防治中起重要作用,然而抗性的发生发展是其充分发挥作用的重要限制因素。病原菌群体的遗传背景对抗药性发生发展的影响至今鲜有研究。本项目以云南野马生态区为监测点,连续4年监测马铃薯晚疫病菌的群体遗传多样性及对烯酰吗啉的敏感性变化,分析该病菌的遗传结构分化对烯酰吗啉敏感性变迁的影响;通过比较病菌遗传分化度(FST)和抗药性分化度(QST)的时间分布,分析自然选择在烯酰吗啉抗性性状进化中的作用。研究结果表明来自云南2012-2015年的马铃薯晚疫病菌菌株173株对烯酰吗啉的敏感性呈单峰曲线分布,不同年分群体的敏感性差异与时间和菌株均有关系;菌株对烯酰吗啉的敏感性水平与PiCesA3基因多样性呈现显著正相关;PiCesA3基因的Tajima’s-D值为-2.2361,表明在进化过程中受到负选择的作用;同质园试验结果表明马铃薯晚疫病菌对烯酰吗啉的敏感性差异主要受环境因素的影响,同时对药剂敏感性的群体分化度(QST)和基于SSR的群体遗传分化度(FST)比较结果表明总的QST < FST(p < 0.001),说明马铃薯晚疫病菌对烯酰吗啉的抗性进化机制主要是约束性选择。此外,还研究了马铃薯晚疫病菌对异丙菌胺的抗性进化,研究发现除了遗传力,环境因素在马铃薯晚疫病菌抗异丙菌胺的进化进程中同样起重要作用,与烯酰吗啉的进化机制相似,同样是约束性选择在马铃薯晚疫病菌抗异丙菌胺的进程中起主要作用。通过本项目研究明确了马铃薯晚疫病菌对烯酰吗啉抗性进化的机制,为该杀菌剂的科学使用及延缓抗药性的形成提供理论依据,为经济、可持续控制马铃薯晚疫病奠定理论基础。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Low evolutionary risk of iprovalicarb resistance in Phytophthora infestans
致病疫霉中异丙利威耐药性的低进化风险
  • DOI:
    10.1016/j.pestbp.2018.09.003
  • 发表时间:
    2018-11-01
  • 期刊:
    PESTICIDE BIOCHEMISTRY AND PHYSIOLOGY
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Chen, Fengping;Zhou, Qian;Zhan, Jiasui
  • 通讯作者:
    Zhan, Jiasui
Analysis of RPA190 revealed multiple positively selected mutations associated with metalaxyl resistance in Phytophthora infestans
RPA190 分析揭示了致病疫霉中与甲霜灵抗性相关的多个正选择突变
  • DOI:
    10.1002/ps.4893
  • 发表时间:
    2018-08-01
  • 期刊:
    PEST MANAGEMENT SCIENCE
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Chen, Fengping;Zhou, Qian;Zhan, Jiasui
  • 通讯作者:
    Zhan, Jiasui
马铃薯致病疫霉对嘧菌酯和氟吡菌胺的敏感性检测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    农药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈凤平;李冬亮;王婉真;周挺;詹家绥
  • 通讯作者:
    詹家绥

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地图空间信息度量方法在地学信息图谱中的应用
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  • 发表时间:
    2012
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    --
  • 作者:
    陈凤平;陈晓勇
  • 通讯作者:
    陈晓勇
微绒毛包涵体病一家系表型和遗传学分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中华医学遗传学杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
    黄珊华;宋元宗;陈凤平;温旺荣
  • 通讯作者:
    温旺荣

其他文献

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马铃薯晚疫病菌抗甲霜灵的分子进化机制
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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