小麦赤霉病菌中三个同源的CYP51基因的功能分析

本研究通过基因敲除和互补的方法研究了小麦赤霉病菌麦角甾醇生物合成途径上21个基因的生物学功能，并对该菌中麦角甾醇合成途径的调控元件进行分离鉴定，结果发现：1） 小麦赤霉病菌中存在三个编码甾醇14-α脱甲基酶的基因（cyp51A/B/C），cyp51A基因敲除突变体对7种DMI类杀菌剂都变敏感,cyp51B基因敲除突变体对7种DMI类杀菌剂的敏感性没有显著变化；cyp51C基因敲除突变体对部分DMI类杀菌剂变敏感。将戊唑醇和三唑酮进行复配对防治小麦赤霉病具有明显的增效作用。2）分析赤霉病菌中18个可能的麦角甾醇生物合成调控基因，其中仅有一个基因敲除致死，其他的17个基因都获得了敲除突变体，这些突变体对SBI类药剂的敏感性没有改变, 表明该病菌中存在复杂的麦角甾醇合成调控机制。3） 编码甾醇C-14还原酶的FgERG24B基因控制小麦赤霉病对胺类杀菌剂的天然抗药性，该基因缺失后突变体对3种胺类麦角甾醇合成抑制剂的抗药性水平明显降低。4） 编码甾醇C-24还原酶的FgERG4基因敲除突变体不能正常合成麦角甾醇、菌丝生长缓慢、分生孢子产量降低、孢子畸形、对SBIs抗药性水平上升，突变体在麦穗上的致病性显著降低、DON毒素合成受阻，表明赤霉病菌C-24还原酶可以作为一个潜在的药靶用于新型麦角甾醇合成抑制剂的研发。