【摘 要】
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小麦赤霉病是小麦上的主要病害之一，在全世界范围内引起该病害的致病菌主要是禾谷镰孢菌（Fusariumgraminearum）。该病不仅能够降低作物产量，而且其染病麦粒中产生的真菌毒素对人
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小麦赤霉病是小麦上的主要病害之一，在全世界范围内引起该病害的致病菌主要是禾谷镰孢菌（Fusariumgraminearum）。该病不仅能够降低作物产量，而且其染病麦粒中产生的真菌毒素对人畜的健康造成了严重的危害。目前，使用杀菌剂是生产上防治小麦赤霉病发生和危害的主要手段，常用的杀菌剂主要有苯并咪唑类杀菌剂（Benzimidazoles），甾醇脱甲基酶抑制剂（DMIs）及氰烯菌酯（JS399-19）等，它们的作用靶标分别是β2微管蛋白，14α-脱甲基酶（CYP51）以及肌球蛋白（MyosinI）。由于长期、大量的使用，在田间已经发现对苯并咪唑类杀菌剂和甾醇脱甲基酶抑制剂产生抗性的菌株。在田间虽然尚未发现对氰烯菌酯产生抗性的菌株，但是在室内通过紫外诱变发现其靶标蛋白的氨基酸点突变会导致赤霉病菌对氰烯菌酯产生抗性。 本研究旨在探究小麦赤霉病菌靶标蛋白与杀菌剂的互作机制，明确禾谷镰孢菌对三种常用杀菌剂潜在的抗性机制。主要研究结果如下： 1.利用原核表达系统对禾谷镰孢菌β2微管蛋白及肌球蛋白进行表达，结果显示禾谷镰孢菌β2微管蛋白及肌球蛋白在大肠杆菌表达系统中均能够表达，但是蛋白主要以不可溶的包涵体存在。 2.通过同源建模的方法获得了β2微管蛋白的三维结构，并在此基础上将β2微管蛋白与四种苯并咪唑类药剂分子（多菌灵，苯菌灵，噻菌灵，甲基托布津）进行分子对接。分子对接结果显示β2微管蛋白第198位苯丙氨酸和第236位缬氨酸与四种苯并咪唑类药剂分子直接互作形成氢键，且第50、134、165、167、198、200、236、237、239、240、250、253、257、314位氨基酸形成类似药剂口袋。通过比较β2微管蛋白与四种苯并咪唑类药剂分子结合自由能发现，与其他三种杀菌剂相比，β2微管蛋白与多菌灵的结合自由能最小（-5.72Kcal/mol），说明其与多菌灵互作亲和力更强。采用菌丝生长速率法测定了禾谷镰孢菌对四种苯并咪唑类杀菌剂的EC50值，禾谷镰孢菌对多菌灵，苯菌灵，噻菌灵，甲基托布津的EC50值分别为0.772mg/L,0.862mg/L,1.088mg/L,13.266mg/L。药剂敏感性测定结果显示禾谷镰孢菌对多菌灵的敏感性强于其他三种杀菌剂，这与前面分子对接结果相吻合。 3．通过基因定点突变分别将禾谷镰孢菌CYP51B蛋白第136位缬氨酸突变成丙氨酸（Val-Ala），第511位苯丙氨酸突变成亮氨酸（Phe-Leu），并获得转化子。采用菌丝生长速率法测定了V136A和F511L突变体对戊唑醇、丙环唑，烯唑醇的敏感性以及Y123H突变体对咪鲜胺的敏感性。其中V136A突变体对烯唑醇的敏感性降低，产生抗性现象；Y123H突变体对咪鲜胺的敏感性降低；F511L突变体对烯唑醇的敏感性增加。分别测定了Y123H、Y137H、V136A、F511L四个突变体的生物学表型，四个突变体均能够降低分生孢子产孢量，影响有性态子囊孢子的发育而对菌落生长、致病性没有影响。
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