苯并烯氟菌唑抑制暹罗炭疽菌麦角甾醇生物合成机制初探

摘要

酰胺类杀菌剂凭借多样的化学结构和广泛的靶点，已成为农药研发的关键领域。然而，不同酰胺类杀菌剂在同一病原菌上的毒力差异尚未充分阐明，限制了其优化和应用。其中，苯并烯氟菌唑作为一种新型琥珀酸脱氢酶抑制剂（succinate dehydrogenase inhibitor,SDHI），表现出对炭疽菌的显著抑制效果，尤其是通过显著破坏细胞膜完整性展现了不同于传统SDHI类杀菌剂的机制。本研究旨在进一步探讨苯并烯氟菌唑的分子机制，揭示其对暹罗炭疽菌的多重抑制途径。通过转录组KEGG富集分析，发现苯并烯氟菌唑显著抑制了暹罗炭疽菌（Colletotrichum siamense）的甾类化合物合成途径。荧光定量PCR进一步验证了麦角甾醇合成途径中ERG1、cyp51a等关键基因表达显著下降。气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）分析显示，苯并烯氟菌唑处理后，暹罗炭疽菌的角鲨烯和麦角甾醇含量显著降低，羊毛甾醇含量增加。构建ERG1等5个麦角甾醇合成基因过表达菌株后，发现ERG1过表达菌株对苯并烯氟菌唑的敏感性显著降低，其他过表达菌株与野生型CS23菌株的药敏性一致。此外，外源添加角鲨烯和麦角甾醇显著降低了苯并烯氟菌唑的抑菌效果，尤其是在添加100μg·mL^-1麦角甾醇时，苯并烯氟菌唑对CS23菌株的抑制率降至25.18%，对ERG1-OE1菌株则无抑制作用。综上所述，苯并烯氟菌唑可能通过抑制ERG1基因的表达，阻碍麦角甾醇的合成，从而破坏暹罗炭疽菌的细胞膜，最终抑制其菌丝生长。本研究初步揭示了苯并烯氟菌唑对炭疽菌的分子作用机制，为新型酰胺类杀菌剂的研发提供了理论依据。

关键词

暹罗炭疽菌 / 苯并烯氟菌唑 / 麦角甾醇合成 / 分子机制

基金资助

海南省“南海新星”科技创新人才平台项目（NHXXRCXM202310）; “崖州湾”菁英人才科技专项项目（SCKJ-JYRC-2023-22）; 国家自然科学基金地区基金项目（32160654）