五种琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂与灰葡萄孢琥珀酸脱氢酶的结合模式及抗性机制分析

为探究琥珀酸脱氢酶抑制剂 (SDHI) 类杀菌剂与灰葡萄孢Botrytis cinerea琥珀酸脱氢酶 (SDH) (以下简称BcSDH) 的结合方式,阐明BcSDH对SDHI类杀菌剂产生抗性的结构生物学机制,通过同源建模构建了BcSDH的三维模型,通过分子对接预测了5种SDHI (异丙噻菌胺、氟吡菌酰胺、氟唑菌酰胺、吡噻菌胺和啶酰菌胺) 与野生型和突变型BcSDH的亲和力及结合模式之间的变化,分析其抗药性机制,对相关突变位点进行保守性预测,并分析突变类型。结果表明:5种SDHI与BcSDH 具有较强的亲和力,其中酸部分插入BcSDH活性腔底,胺部分在活性腔口,能够形成牢固的疏水作用、氢键、卤键、π-π堆积作用和π-阳离子等相互作用。B-P225F氨基酸残基突变 (以下简称突变) 会造成活性腔口变窄,使得SDHI酸部分不能进入活性腔;B-P225L突变会造成异丙噻菌胺、氟吡菌酰胺和吡噻菌胺与靶标蛋白的结合模式发生变化,亲和力降低;B-H272R突变后,活性腔底变窄,与SDHI的亲和力下降。另外,保守性分析结果表明,B-P225和B-H272均位于BcSDH的保守区域,B-P225F、B-H272R和B-H272L突变可能为随机突变。因此推测BcSDH的B-P225F和B-H272R突变可能是引起灰葡萄孢对5种杀菌剂产生抗性的主要原因,也可能是引起SDHI类杀菌剂之间交互抗性的主要原因之一;B-P225L突变可能降低灰葡萄孢对部分杀菌剂的敏感性,而不是引起BcSDH对SDHI类杀菌剂产生交互抗性的主要原因。在实际生产中,应采取合理有效的抗性监测治理策略来延缓灰葡萄孢对SDHI类杀菌剂抗性的产生,在SDHI分子设计时也应考虑该位点氨基酸残基突变,避免产生交互抗性。     

阿尔泰藜芦提取物抗真菌活性研究初报

采用超声辅助法用乙醇对阿尔泰藜芦(Veratrum lobelianum Bernh.)根和根茎部浸提;浸提液经浓缩后,依次用石油醚、氯仿、乙酸乙酯、水萃取得到相应的萃取物;采用菌丝生长抑制法测定了阿尔泰藜芦提取物对灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)、茄链格孢菌(Alternaria solani)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)及链格孢菌(Alternaria alternata)的抑菌活性。结果表明,4种萃取物对灰葡萄孢菌、茄链格孢菌、尖孢镰刀菌及链格孢菌4种供试病原菌均有一定的抑制作用。4种萃取物(石油醚、氯仿、乙酸乙酯、水)对链格孢菌的抑制率均最高,EC_(50)分别为1 683.00、929.33、766.00、358.67μg/mL。水相萃取物对4种病原菌的抑制效果最佳,其对灰葡萄孢菌、茄链格孢菌、尖孢镰刀菌及链格孢菌的EC_(50)分别为939.33、554.00、1 294.33μg/mL和358.67μg/mL。     

浙江省果蔬灰葡萄孢对啶酰菌胺的抗性

以2004—2006年从浙江、江苏等地采集的灰葡萄孢对啶酰菌胺的敏感性基线[EC₅₀ = (1.07 ± 0.11) mg/L]为依据,采用菌丝生长速率法连续监测了浙江省果蔬灰葡萄孢群体对啶酰菌胺的敏感性变化。结果表明:浙江省果蔬灰葡萄孢对啶酰菌胺的抗性发展迅速,2012—2013年和2017—2018年的平均EC₅₀值分别为 (5.23 ± 7.79) 和 (24.30 ± 49.33) mg/L。其中,2012—2013年的抗药性菌株频率为15.3%,且均为低水平抗性 (LR) 菌株;而2017—2018年的抗药性频率上升至53.2%,并出现了7.5%的中等水平抗性 (MR) 菌株和1.3%的高水平抗性 (HR) 菌株。啶酰菌胺抗性菌株的菌丝生长速率、产孢量、产菌核数和致病力与敏感菌株相比均无显著差异。抗药性分子机制研究表明:啶酰菌胺抗性菌株的琥珀酸脱氢酶B亚基 (SDH B) 均发生了点突变,共包括H272R、P225F和N230I 3种类型,其中H272R型突变占88.5%;其SDH A和SDH D均未发生点突变;而SDH C的突变 (G85A + I93V + M158V + V168I) 与对药剂敏感性之间无明显联系。     

用于虫生真菌遗传转化的苯菌灵抗性菌株筛选

发展虫生真菌的抗药性是协调生防与化防,稳定真菌杀虫剂应用效果的一个重要策略。本研究从代表性地区采集植物病原样本,分离得到35株菌株,鉴定为3属5种,即灰葡萄孢霉Botrytis cinerea、扩展青霉Penicillium expansum、指状青霉Penicillium digitatum、长柄链格孢菌Alternaria longipes和茄链格孢菌Alternaria solani。应用菌落直径法测定其对苯菌灵的抗性,结果表明：供试的11株灰葡萄孢霉菌株中,最高EC50为936.2670μg·mL^-1;12株青霉属菌株中,最高EC50为0.0384μg·mL^-1;12株链格孢菌株中,最高EC50为703.5557μg·mL^-1。其中灰霉和链格孢属菌株中有4株EC50大于600μg·mL^-1的高抗菌株,即灰葡萄孢霉的菌株SD2和SD1以及茄链格孢的菌株CC2-2和LF1-2,这4株菌株可作为遗传转化抗性基因克隆的基础材料。     

樱桃褐腐病菌对啶酰菌胺的敏感性及其对4种琥珀酸脱氢酶抑制剂的交互抗性

采用菌丝生长速率法测定了樱桃褐腐病菌Monilinia fructicola对啶酰菌胺的敏感性,同时研究了不同敏感性菌株的生物学性状,探究了琥珀酸脱氢酶B亚基的氨基酸突变与其对啶酰菌胺产生抗性的相关性,并分析了樱桃褐腐病菌对啶酰菌胺与其他3种琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHIs)氯苯醚酰胺、氟唑菌苯胺和氟吡菌酰胺之间的交互抗...     

辽宁省番茄灰霉病菌对氟吡菌酰胺的敏感性

从辽宁省番茄产区未使用过琥珀酸脱氢酶抑制剂的温室采集番茄灰霉病样本,经分离、鉴定并纯化,得到病原菌(Botrytis cinerea Pers.)单孢菌株206株,采用菌丝生长速率法测定氟吡菌酰胺的有效抑制中浓度EC50,建立了敏感基线,并调查了氟吡菌酰胺与咯菌腈、啶酰菌胺、嘧霉胺、腐霉利、异菌脲之间的交互抗性情况.结...     

泰安市“香野”草莓采后主要病原菌的分离鉴定及精油抑菌效果评价

为明确山东省泰安市草莓采后主要致腐病原菌的种类及不同植物精油的抑菌效果,从腐败的"香野"草莓果实上分离、纯化优势菌株,进行形态学和分子生物学鉴定,并通过室内熏蒸毒力试验评价7种植物精油对上述病原菌的抑制效果。结果表明,泰安地区草莓分离得到3种病原菌,分别为灰葡萄孢菌Botrytis cinerea、链格孢菌Alternaria alternata和枝孢菌Cladosporium tenuissimum。7种植物精油对3种病原菌均表现出不同程度的抑制作用,百里香精油对灰葡萄菌和链格孢菌的室内毒力均最高,EC₅₀值分别为39.998和18.456 μL/L;柠檬草精油对枝孢菌的活性最高,EC₅₀值为30.523 μL/L。活体抑菌试验结果表明,百里香精油对草莓果实灰葡萄孢菌和链格孢菌的活体抑菌效果最高,防效分别为86.21%和89.29%;柠檬草精油对枝孢菌的防效最高,为75.86%。综合比较可以发现,百里香精油、玫瑰草精油、柠檬草精油及肉桂精油对草莓采后3种病原菌均具有较好的抑制效果。     

上海市草莓灰霉病菌对氟吡菌酰胺敏感性检测及 抗性分子机制

为明确上海地区草莓灰霉病菌 Botrytis cinerea 对琥珀酸脱氢酶抑制剂类(succinate dehydrogenase inhibitors, SDHIs)杀菌剂氟吡菌酰胺的敏感性水平及抗性机制, 本研究采用菌丝生长速率法测定了2019年上海市5个草莓主产区的90个灰葡萄孢菌株对氟吡菌酰胺的抗性, 并分析了菌株的琥珀酸脱氢酶(SHD)亚基序列?结果显示:敏感性频率分布基线呈一个连续单峰曲线, 符合正态分布, 平均EC50为1.68±0.91)μg/mL, 氟吡菌酰胺对上海地区草莓灰霉病菌菌丝生长的EC50最低值为0.09 μg/mL, 最高值为75.91 μg/mL?根据新建立的抗性划分标准, 发现上海奉贤区已存在抗氟吡菌酰胺的菌系, 抗性频率72.77%, 抗性菌株的最高抗性倍数为45.18, 其他地区抗性频率较低, 浦东新区和嘉定区分别为25.00%和4.76%, 崇明?青浦区菌株的抗性频率均为0?已有抗性的菌群抗性突变位点在 Sdh B亚基的N230I位和P225F位这二个位点, 突变后分别导致低抗?中抗菌株的产生?     

海洋芽胞杆菌B-9987菌株对番茄灰霉病和早疫病的作用机制初探

本文以分离自渤海潮间带海洋芽胞杆菌（Bacillus marinus）B〖CD*2〗9987为研究对象,在番茄活体和离体条件下,初步研究了B 9987菌株对番茄灰霉病和早疫病的防治作用及其机制。试验结果表明,B 9987菌株活菌液处理,表现最强的抑菌和控制病害的作用,其中对番茄灰葡萄孢菌和茄链格孢菌最低抑菌浓度均为4 μL/mL,对两种病害的生防效果分别达85.1%和88.4%;各处理番茄植株5种防御酶活性均显著增加,其中活菌原液处理诱导效果最好,对苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)及超氧化物歧化酶(SOD)活性表现为最高,分别为对照的4.13、2.54、1.85倍。表明B 9987菌株对番茄病害的防治是抑菌和诱导抗性综合作用的结果。     

喹唑啉酮肟醚衍生物的设计、合成、杀菌活性及其与琥珀酸脱氢酶受体的结合模式

为寻找高活性杀菌化合物,以氟吡菌酰胺为对照,在前期发现的新型硝基甲基喹唑啉酮骨架的基础上,通过中间体衍生化法和活性亚结构拼接等手段,设计、合成了25个未见文献报道的喹唑啉酮肟醚衍生物,所有化合物的结构均通过核磁共振氢谱 (1H NMR)、碳谱 (13C NMR) 及高分辨质谱 (HR-EI-MS) 确证。活体杀菌活性测试表明,目标化合物 A19 和 A25 在500 mg/L下对小麦赤霉病菌Fusarium graminearum的防效分别为43.74%和42.46%,活性远低于氟吡菌酰胺。初步分析,其理化性质以及其与琥珀酸脱氢酶 (SDH) 受体结合模式方面的差异可能是导致这些化合物活性比氟吡菌酰胺低的主要原因。     

香豆素肟酯衍生物的合成及抑菌活性

为发现具有高抑菌活性的肟酯类化合物, 结合本课题组前期研究, 设计并合成了18个新型香豆素肟酯衍生物, 并对抑菌活性及构效关系进行了研究。离体生物活性测定结果表明, 目标化合物在50 μg/mL下对番茄灰霉病菌、苹果树腐烂病菌和水稻纹枯病菌均表现出一定的抑制活性, 其中化合物 4n 对番茄灰霉病菌和水稻纹枯病菌的EC₅₀值分别为4.44 μg/mL和3.65 μg/mL，表现出比香豆素和肟菌酯更优或相似的活性。     

N-取代苯基-4-(1-甲基-1H-吡唑-5-基)噻吩-2-甲酰胺的合成、杀菌活性及分子对接

为了寻找结构新颖的琥珀酸脱氢酶 (SDH) 类衍生物，在前期发现吡唑联苯甲酰胺基础上，采用骨架跃迁的策略，设计并合成了18个N-取代苯基-4-(1-甲基-1H-吡唑-5-基) 噻吩-2-甲酰胺类衍生物 ( 3a~3n ， 4a ~ 4d )，其中17个为新化合物。通过 1H NMR、13C NMR 和高分辨质谱 (HRMS) 确证了化合物的结构。离体杀菌活性测试结果表明:部分化合物对小麦赤霉病菌Fusarium graminearum、马铃薯早疫病菌Alternaria solani和草莓灰霉病菌 Botrytis cinerea 显示出较好的杀菌活性，其中化合物 3k 和 4d 对小麦赤霉病菌的EC₅₀值分别为18.5和14.3 mg/L，化合物 4d 对马铃薯早疫病菌的EC₅₀值为15.7 mg/L，活性略高于对照药剂噻呋酰胺 (EC₅₀值27.8 mg/L)，化合物 3k 和 3m 对草莓灰霉病菌的EC₅₀值分别为15.3和 9.9 mg/L，与噻呋酰胺活性 (EC₅₀值10.4 mg/L) 相当。分子对接研究结果显示:具有较高活性的化合物N-(4-氟苯基乙基)-4-(1-甲基-1H-吡唑-5-基) 噻吩-2-甲酰胺 ( 3m ) 与靶酶 (SDH) 的氨基酸残基之间存在较强的氢键作用。     

Screening and characterization of resistance to succinate dehydrogenase inhibitors in Alternaria solani

Field isolates of Alternaria solani, which causes early blight of potato in Idaho, USA were evaluated in vitro for their sensitivity towards the succinate dehydrogenase inhibitor (SDHI) fungicides boscalid, fluopyram and penthiopyrad. A total of 20 isolates were collected from foliar‐infected tissue in 2009, 26 in 2010 and 49 in 2011. Fungicide sensitivity was tested using the spiral‐gradient end point dilution method. The frequency of boscalid‐resistant isolates (>50% relative growth when using a spiral dilution gradient starting at 507 mg L^?1) drastically increased over the duration of this study (15% in 2009, 62% in 2010 and 80% in 2011). Increasing resistance to fluopyram and penthiopyrad was observed. However, cross‐resistance was only observed between boscalid and penthiopyrad. The target site of this fungicide class is the succinate dehydrogenase (SDH) enzyme complex, which is vital for fungal respiration. Sequence analysis of the SDH complex revealed mutations in the subunits B and D that were correlated with the emergence of boscalid resistance in potato fields in Idaho. In particular, H277R and H133R were identified in SDH subunits B and D, respectively. The presence of restriction sites in the gene sequences allowed the development of a rapid PCR‐RFLP method to assess boscalid sensitivity in A. solani populations.     

5-甲基异噁唑-4-甲酸肟酯衍生物的合成及抑菌活性

异噁唑是具有较好活性的五元杂环,本文设计并合成了15个5-甲基异噁唑-4-甲酸肟酯类新化合物,利用核磁氢谱、核磁碳谱和高分辨质谱对其结构进行确证,并测试了其对番茄灰霉病菌Botrytis cinerea、水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani、苹果树腐烂病菌Valsa mali和小麦全蚀病菌Gaeumannomyces graminis的离体抑菌活性。结果表明,在50μg/mL下,目标化合物对供试病原菌均有一定的抑菌活性,其中化合物5g对番茄灰霉病菌的抑制活性优于先导化合物L1和肟菌酯,EC₅₀值为1.95μg/mL。     

桧木醇衍生物的合成及抑菌活性

桧木醇是具有?酚酮骨架的单萜类天然化合物, 设计并合成了17个新型桧木醇衍生物, 其结构经核磁共振波谱及高分辨质谱分析确证。抑菌活性测定结果表明,目标化合物在50 μg/mL下对水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani、番茄灰霉病菌Botrytis cinerea、油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum、苹果树腐烂病菌Valsa mali和黄瓜炭疽病菌Colletotrichum orbiculare均表现出较好的抑菌活性,其中化合物 3a 对水稻纹枯病菌、 3j 对番茄灰霉病菌、 3m 对油菜菌核病菌的EC₅₀值分别为1.84、2.47和1.05 μg/mL,表现出比桧木醇 (2.00、11.3和5.40 μg/mL) 更优的活性。     

汉防己甲素对5种植物病原真菌的抑制作用及对灰葡萄孢的作用机制初探

为寻找环境友好型的农药先导化合物,利用菌丝生长速率法研究了粉防己中汉防己甲素对常见植物病原真菌的抑制活性,结果表明,汉防己甲素对5种常见植物病原真菌均有抑制作用,对立枯丝核菌的抑制作用最强,EC₅₀为33.49 mg/L;对串珠镰孢和瓜类黑腐球壳菌的EC₅₀分别为41.71 mg/L和43.97 mg/L,抑制活性优于对照植物源药剂蛇床子素;对灰葡萄孢的抑制活性与蛇床子素相当。接种蓝莓离体叶片的试验结果表明,汉防己甲素对蓝莓灰霉病具有治疗和保护作用且作用效果与对照药剂蛇床子素基本相当;激光共聚焦显微镜检测发现汉防己甲素可降低灰葡萄孢菌丝内钙离子浓度,汉防己甲素分别与CaCl₂及钙通道阻滞剂维拉帕米两者相互作用可降低灰葡萄孢对各药剂的敏感性,表明其作用机制与钙离子及钙离子通道有关。本文首次报道汉防己甲素对5种植物病原真菌的抑制作用及其作用机制,为其进一步的开发应用提供理论基础。     

含肟酯的吡唑衍生物的合成及其抑菌活性

为发现高抑菌活性的先导化合物, 结合本课题组前期研究, 设计并合成了17个新型含肟酯的吡唑衍生物, 结构经 1H NMR、13C NMR及高分辨质谱分析确证, 化合物 7q 的结构经单晶衍射确证。抑菌活性测定结果表明, 目标化合物在50 μg/mL下对苹果树腐烂病菌Valsa mali、油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum、番茄灰霉病菌Botrytis cinerea和小麦全蚀病菌Gaeumannomyces graminis均表现出一定的抑制活性, 其中化合物 7q 对番茄灰霉病菌的抑制活性较好, EC₅₀值为7.04 μg/mL, 优于先导化合物 L1 和肟菌酯。     

Lack of cross-resistance to a novel succinate dehydrogenase inhibitor, fluopyram, in highly boscalid-resistant isolates of Corynespora cassiicola and Podosphaera xanthii

BACKGROUND: Recently in Japan, isolates resistant to boscalid, a succinate dehydrogenase inhibitor (SDHI), have been detected in Corynespora cassiicola (Burk. & Curt.) Wei and Podosphaera xanthii (Castaggne) Braun & Shishkoff, the pathogens causing Corynespora leaf spot and powdery mildew disease on cucumber, respectively. Resistant isolates of C. cassiicola are widely distributed and represent a serious problem in disease control at present. Novel SDHI fungicides, including fluopyram, are now under development. RESULTS: The growth of very highly boscalid‐resistant, highly resistant and sensitive isolates of C. cassiicola was strongly suppressed on fluopyram‐amended YBA agar medium. Although boscalid and another SDHI, penthiopyrad, hardly controlled Corynespora leaf spot and powdery mildew on cucumber plants when very highly or highly boscalid‐resistant isolates were employed for inoculation, fluopyram still exhibited excellent control efficacy against these resistant isolates as well as sensitive isolates of C. cassiicola and P. xanthii. CONCLUSION: Differential sensitivity to boscalid, penthiopyrad and fluopyram, clearly found in these two important pathogens of cucumber, may indicate involvement of a slightly distinct site of action for fluopyram from the two other SDHIs. This finding may lead to the discovery of unique SDHIs in the future. Copyright © 2011 Society of Chemical Industry