氰烯菌酯抑制小麦赤霉病菌DON毒素形成的机理研究
结题报告
批准号:
31672064
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
陈云
依托单位:
学科分类:
C1405.植物化学保护
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
李云琴、刘娜、王敏慧、王芝慧、蹇韵晴、郑诗昱、徐孙德
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中文摘要
小麦赤霉病及其产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)毒素严重威胁我国小麦的产量和质量安全。生产中迫切需要既防治赤霉病害又抑制DON毒素的杀菌剂。我们前期研究发现对赤霉病有特效的杀菌剂氰烯菌酯能有效抑制DON毒素形成。研究药剂的作用机制发现,该药剂靶标是病菌肌球蛋白FgMyo1,但其控制毒素形成的机理还不清楚。本项目将重点解析DON毒素合成场所“DON毒素合成小体”的关键组分及其生物学功能,明确氰烯菌酯抑制毒素合成小体形成的机理;阐明氰烯菌酯干扰分子马达FgMyo1复合体,进而阻断DON毒素在细胞内定向转运的分子机制。预期研究结果为后续筛选或研制既防病又抑毒的新型肌球蛋白抑制剂提供科学依据。
英文摘要
Fusarium graminearum, the major causal agent of Fusarium head blight (FHB) disease, results in significant yield loss in infected grains. In addition, it also contaminates the grains with potent mycotoxins such as deoxynivalenol (DON) and its derivatives, harmful to humans, animals. Thus, it is urgent to develop bi-fungicides that could simultaneously suppress FHB disease and reduce DON contamination. Our previous results indicated that phenamacril (JS399-19), a widely used fungicide in China, showed high efficacy against FHB and inhibited DON production. Until now, we have identified that the molecular motor myosin I (FgMyo1) was the drug target of JS399-19. However, the mechanism of DON reduction affected by this fungicide is largely unknown. In this proposal, we will identify components of the DON biosynthesis cellular organelle named "DON-toxisomes", analyze their biological functions, and explore the FgMyo1 mediated-pathway of DON-toxisome traffic in hyphae. Ideally, our prospective results will explain the role of JS399-19 during the toxisomes formation and traffic, and finally determinate the mechanism of JS399-19 in the prevention of DON biosynthesis. The expected accomplishments can provide useful guidance for the development of new fungicides targeting myosin I. It will be benefit for the management of FHB and mycotoxin DON in the future.
由禾谷镰刀菌和亚洲镰刀菌等引起的小麦赤霉病是当前影响我国小麦安全生产的重大真菌病害。同时,病菌在侵染时会产生DON毒素(脱氧雪腐镰刀菌烯醇,Deoxynivalenol)严重污染小麦及麦制品的食品安全。解析病菌合成DON毒素合成机制对研发高效防赤霉病和DON毒素具有重要意义。本项目针对DON毒素胞内合成细胞器不清楚及其调控不明确等问题开展研究。研究结果发现:1.在病菌致病和产DON毒素诱导条件下,胞内内质网重塑形成DON毒素体,为DON毒素合成提供合成场所;2. 肌球蛋白FgMyo1与肌动蛋白Actin互作对DON毒素体形成起关键作用,氰烯菌酯靶向FgMyo1抑制该蛋白活性,显著抑制毒素体形成;Actin加帽蛋白FgCapA和FgCapB影响Actin的组装,参与毒素体形成;3. 三酰甘油降解产生磷脂为毒素体形成提供组分,过氧化物酶体降解胞内脂肪为DON毒素合成提供初始原料乙酰辅酶A;4. 鸟苷酸交换因子Cdc25和组蛋白乙酰化修饰参与调控毒素体形成和DON毒素合成;5. 生防菌ZJU60分泌的吩嗪-1-甲酰胺和杀菌剂氰烯菌酯能够靶向DON毒素体,达到抑制DON毒素合成的目的。本研究结果明确了DON毒素胞内合成场所,解析了DON毒素体形成的分子机制,为后续研发防控DON毒素技术奠定了坚实理论基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
The fungal myosin I is essential for Fusarium toxisome formation.
真菌肌球蛋白 I 对于镰刀菌毒素体的形成至关重要
DOI:10.1371/journal.ppat.1006827
发表时间:2018-01
期刊:PLoS pathogens
影响因子:6.7
作者:Tang G;Chen Y;Xu JR;Kistler HC;Ma Z
通讯作者:Ma Z
DOI:10.1146/annurev-phyto-082718-100318
发表时间:2019
期刊:Annual Review of Phytopathology
影响因子:10.2
作者:Chen Yun;Kistler H Corby;Ma Zhonghua
通讯作者:Ma Zhonghua
The b-ZIP transcription factor FgTfmI is required for the fungicide phenamacril tolerance and pathogenecity in Fusarium graminearum
b-ZIP 转录因子 FgTfmI 是禾谷镰刀菌对杀菌剂非那丙烯利的耐受性和致病性所必需的
DOI:10.1002/ps.5454
发表时间:2019-12-01
期刊:PEST MANAGEMENT SCIENCE
影响因子:4.1
作者:Liu, Na;Wu, Siqi;Ma, Zhonghua
通讯作者:Ma, Zhonghua
Capping proteins regulate fungal development, DON-toxisome formation and virulence in Fusarium graminearum
加帽蛋白调节禾谷镰刀菌的真菌发育、DON 毒素体形成和毒力
DOI:10.1111/mpp.12887
发表时间:2020
期刊:Molecular Plant Pathology
影响因子:4.9
作者:Tang Guangfei;Chen Ahai;Dawood Dawood H.;Liang Jingting;Chen Yun;Ma Zhonghua
通讯作者:Ma Zhonghua
DOI:10.1016/j.fgb.2020.103449
发表时间:2020-09
期刊:Fungal genetics and biology : FG & B
影响因子:--
作者:Luona Xu;Hongkai Wang;Chengqi Zhang;Jinli Wang;Ahai Chen;Yun Chen;Zhonghua Ma
通讯作者:Luona Xu;Hongkai Wang;Chengqi Zhang;Jinli Wang;Ahai Chen;Yun Chen;Zhonghua Ma
浙江省麦田微生物组结构解析及防治小麦赤霉病的生防菌群构建
  • 批准号:
    LZ23C140004
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    陈云
  • 依托单位:
SAGA复合体调控禾谷镰刀菌DON毒素合成关键基因TRI6表达的机制研究
  • 批准号:
    32172356
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    陈云
  • 依托单位:
生防细菌与赤霉病菌互作机制研究
  • 批准号:
    31922074
  • 项目类别:
    优秀青年科学基金项目
  • 资助金额:
    120万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    陈云
  • 依托单位:
BcSinR-BcSinI蛋白互作在蜡质芽孢杆菌AR156防治蔬菜根结线虫病过程中的生物学功能研究
  • 批准号:
    31301707
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    陈云
  • 依托单位:
国内基金
海外基金