新型杀菌剂氰烯菌酯的作用机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31201543
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1405.植物化学保护
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

JS399-19, 2-cyano-3-amino-3-phenylancryic acetate, was the first fungicide belonged to the cyanoacrylate fungicide group and created by our country. It was put into market in 2007. Previous study showed that JS399-19 had a special mode of action compared to other fungicide and a strong selectivity and had mainly powerful inhibitory activity against Fusariun species. It had provided excellent control of Fusaruim head blight of wheat in the field. In this study, Fusarium graminearum was target organism and proteomics technology was used for studying mechanism of action of JS399-19. Mycelium of Fusarium graminearum were treated with different concentration of JS399-19 for different time and the control was mycelium treated with nothing. Total protein were extracted from mycelium and then the protein were pured and quantitatived. Two-dimensional electrophoresis was employed and gels were scanned. Protein expression profile differences were analysed. Differentially expressed proteins were separated and cut down and identified by MALDI-TOF-MS/MS. According to the position of differentially expressed proteins in biochemical pathways, Biochemical pathways of JS399-19 against to Fusarium graminearum were speculated. The effect of JS399-19 to biochemical pathways of Fusarium graminearum were analysed by some biochemical research methods(for example: respiration) and some mainly biochemical pathways were preliminarily determined. Genes coding differentially expressed proteins that had a key role in the biochemical pathways were deleted and complemented by homologous pairs exchange. The sensitivity of deletion and complementary mutation to JS399-19 was determined and physiological and biochemical characteristics of the mutations were analysed. Mechanism of action of JS399-19 was revealed. This study will provided scientific guidance for using JS399-19 safely and reasonably and theoretical basis for rational design of new pesticide based on target.
氰烯菌酯是我国创制的第一个氰基丙烯酸酯类杀菌剂,2007年进入商品化。前期研究表明,该杀菌剂结构新颖、作用方式独特、专化性强,主要对镰孢菌表现极强的抑制作用,在田间对小麦赤霉病有良好的防效。本项目拟以禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)为靶标生物,应用蛋白质组学技术,通过比对分析菌体经不同药剂浓度和时间处理前后蛋白质表达谱的变化,分离、鉴定差异蛋白质;根据差异蛋白质在生化途径中的位置,推定药剂作用的可能生化途径;利用生物化学研究方法,研究验证药剂对这些生化途径的影响,初步确定药剂作用的主要生化途径;利用同源双交换,构建编码在生化途径中发挥关键作用的差异蛋白质的基因敲除/回复突变体,通过测定突变体对药剂的敏感性和生理生化特征,解析药剂作用的生化途径,从而揭示药剂的作用机理。研究成果将为氰烯菌酯的安全和合理使用提供科学指导,为基于作用靶标的新农药分子合理设计提供理论依据。

结项摘要

氰烯菌酯是我国创制的第一个氰基丙烯酸酯类杀菌剂,对镰孢菌表现极强的抑制作用,为了揭示其作用机理,本项目从两个方面进行了研究。蛋白质组学研究方面,分别用EC90(0.5μg/mL)浓度氰烯菌酯处理禾谷镰孢菌敏感菌株2021和抗性菌株Y2021A 12h,同时以不加药剂的作为对照,提取总蛋白,纯化、定量,进行蛋白质双向电泳,结果表明:敏感菌株经药剂处理以后蛋白表达量变化2倍以上而抗性菌株经药剂处理以后未发生显著变化的蛋白点38个,通过MALDI-TOF-MS/MS和MOSCOT,成功鉴定出33个蛋白;生理生化途径分析结果表明,在33个蛋白中,19个为代谢相关蛋白,5个为调控相关蛋白,2个为运动相关蛋白,3个为防卫相关蛋白,2个为信号传导相关蛋白,2个为未知功能蛋白;氧电极法测定了氰烯菌酯对抗敏菌株呼吸作用的影响,结果表明,氰烯菌酯对禾谷镰孢菌抗敏菌株呼吸的抑制作用均较弱,无显著性差异;抗敏菌株运动相关蛋白----纺锤体驱动蛋白1敲除体对氰烯菌酯的敏感性无显著变化。基因组学研究方面,通过基因组重测序,发现抗性菌株YP-1中132个基因上发生了氨基酸突变,不同抗性菌株测序验证发现myosin-5基因上有稳定的氨基酸点突变,突变位点为216位、217位、418位、420位或786位,通过遗传转化发现敏感菌株中导入抗性菌株myosin5基因后的突变体对氰烯菌酯表现相应的抗性,抗性菌株myosin5基因被敏感菌株myosin5基因替代后对氰烯菌酯表现敏感,证明了myosin5蛋白氨基酸突变点突变(216、217、418、420或786位)是导致小麦赤霉病菌对氰烯菌酯产生抗性的原因,肌球蛋白Myosin-5是氰烯菌酯的分子靶标。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
一种经济高效的禾谷镰孢菌原生质体转化方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Mycosystema
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    侯毅平
  • 通讯作者:
    侯毅平
一种经济高效的禾谷镰孢菌原生质体转化方法(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    菌物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高弢;郑志天;陈长军;周明国
  • 通讯作者:
    周明国
Proteomic analysis of Fusarium graminearum treated by the fungicide JS399-19
杀菌剂JS399-19处理禾谷镰刀菌的蛋白质组学分析
  • DOI:
    10.1016/j.pestbp.2013.05.009
  • 发表时间:
    2013-09-01
  • 期刊:
    PESTICIDE BIOCHEMISTRY AND PHYSIOLOGY
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Hou, Yiping;Zheng, Zhitian;Zhou, Mingguo
  • 通讯作者:
    Zhou, Mingguo
Whole-genome sequencing reveals that mutations in myosin-5 confer resistance to the fungicide phenamacril in Fusarium graminearum.
全基因组测序表明,myosin-5 的突变导致禾谷镰刀菌对杀菌剂 phenamacril 产生抗性。
  • DOI:
    10.1038/srep08248
  • 发表时间:
    2015-02-04
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zheng Z;Hou Y;Cai Y;Zhang Y;Li Y;Zhou M
  • 通讯作者:
    Zhou M
Transcription factors spt3 and spt8 are associated with conidiation, mycelium growth, and pathogenicity in Fusarium graminearum
转录因子 spt3 和 spt8 与禾谷镰刀菌的分生孢子形成、菌丝体生长和致病性相关
  • DOI:
    10.1111/1574-6968.12350
  • 发表时间:
    2014-02-01
  • 期刊:
    FEMS MICROBIOLOGY LETTERS
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Gao, Tao;Zheng, Zhitian;Zhou, Mingguo
  • 通讯作者:
    Zhou, Mingguo

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其他文献

小麦赤霉病菌多菌灵抗性群体的扩散路径分析 —基于致病菌种类及所产毒素化学型鉴定和抗药性检出的时序性
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    农药学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    侯毅平;王建新;陈长军;周明国*
  • 通讯作者:
    周明国*

其他文献

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侯毅平的其他基金

P型ATP酶与肌球蛋白Myo5互作调控禾谷镰刀菌对氰烯菌酯药敏性的分子机制
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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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