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植物病原真菌环磷酸腺苷信号通路研究进展

微生物学报 2024年

作者：蔡云飞应佳丽叶友菊文爽爽钱仁卷浙江省亚热带作物研究所

环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate， cAMP)是广泛存在于真核生物中的第二信使，其由腺苷酸环化酶(adenylate cyclase， AC)合成后，通过结合蛋白激酶A (protein kinase A， PKA)调控下游蛋白活性，从而参与植物病原真菌的生... 详细信息

环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate， cAMP)是广泛存在于真核生物中的第二信使，其由腺苷酸环化酶(adenylate cyclase， AC)合成后，通过结合蛋白激酶A (protein kinase A， PKA)调控下游蛋白活性，从而参与植物病原真菌的生长发育、致病性(或致病力)、细胞壁完整性、环境胁迫响应及有性/无性生殖等方面的调控。本文介绍了植物病原真菌cAMP信号通路的信号转导，及其与细胞中其他信号通路之间的交叉调控的相关研究进展，同时阐述了cAMP信号通路在植物病原真菌侵染过程中的重要作用。为今后以cAMP信号通路相关基因或蛋白作为靶点筛选抑制植物病原真菌的药物，以及利用cAMP信号通路对植物病原真菌生长发育及致病等相关调控机制进行病害防控提供了新的策略和思路。

关键词：植物病原真菌 cAMP信号通路致病腺苷酸环化酶

植物病原真菌m6A识别蛋白的挖掘与功能分析

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农业生物技术学报 2024年第6期32卷 1393-1403页

作者：何旭朱蒙芳董彩奕王炫杨梦雨巩校东魏淑珍谷守芹刘玉卫贾慧河北农业大学生命科学学院/河北省农业微生物生物信息利用技术创新中心/华北作物改良与调控国家重点实验室河北省湿地保护与绿色发展协同创新中心

N;6;-甲基腺嘌呤（N;6;-methyladenosine,m;6;A）修饰是真核生物中最常见的RNA修饰。包含YT521-B同源（YT521-B homology,YTH）结构域的蛋白可识别m;6;A修饰，从而介导RNA代谢。该类蛋白在植物病原真菌中的研究还未见报道。本研究利用... 详细信息

N;6;-甲基腺嘌呤（N;6;-methyladenosine,m;6;A）修饰是真核生物中最常见的RNA修饰。包含YT521-B同源（YT521-B homology,YTH）结构域的蛋白可识别m;6;A修饰，从而介导RNA代谢。该类蛋白在植物病原真菌中的研究还未见报道。本研究利用生物信息学方法，对127种植物病原真菌中的m;6;A识别蛋白进行了系统鉴定和分析，并对该类蛋白在玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）发育过程中的基因表达模式进行分析。结果发现，在供试的127个菌株中共鉴定了225个m;6;A识别蛋白，其中担子菌门中93%真菌含有2个m;6;A识别蛋白；理化性质分析发现，在鉴定的225个m;6;A识别蛋白中，有67.56%的蛋白呈碱性，且不同门及不同生活方式真菌的m;6;A识别蛋白酸碱性存在显著差异。系统发育分析发现，225个m;6;A识别蛋白可分为5组，其中2组与人类（Homo sapiens）具有较近的进化关系，相同门和相同生活方式真菌的m;6;A识别蛋白倾向于聚类在同一进化分支上；保守位点分析发现，YTH结构域序列在所有鉴定的m;6;A识别蛋白中存在多个保守型位点。在玉米大斑病菌中鉴定了1个编码该类蛋白的基因St YTH1，表达量分析发现，其在病菌附着胞发育时期的表达量最高，可能对病菌附着胞发育具有重要的调控作用。本研究为深入揭示m;6;A识别蛋白的功能提供了基础资料。

关键词：植物病原真菌 N6-甲基腺嘌呤(m6A)识别蛋白生物信息学分析表达模式

表观遗传调控在植物病原真菌发育和致病过程中的作用与分子机制

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2024年第3期50卷 469-480页

作者：孙子越陶增浙江大学农业与生物技术学院生物技术研究所浙江杭州310058

经过长期进化,植物病原真菌发展出多种复杂而精妙的侵染宿主策略。在植物与病原菌互作过程中,病原菌致病基因的精准表达与调控起至关重要的作用。表观遗传调控是指通过化学修饰改变染色体上的DNA和蛋白质,从而调控基因表达的过程,包括DN... 详细信息

经过长期进化,植物病原真菌发展出多种复杂而精妙的侵染宿主策略。在植物与病原菌互作过程中,病原菌致病基因的精准表达与调控起至关重要的作用。表观遗传调控是指通过化学修饰改变染色体上的DNA和蛋白质,从而调控基因表达的过程,包括DNA甲基化、组蛋白甲基化、组蛋白乙酰化以及染色质重塑等。越来越多的证据表明,表观遗传调控在植物病原真菌基因的转录重编程中发挥重要作用,进而影响其发育、环境应激反应、次生代谢物的生物合成和致病性等方面。本文综述了近年来表观遗传调控因子方面的研究进展,包括组蛋白修饰、染色质重塑等在植物病原真菌发育和致病性中的作用,并对当前的研究进行了展望,以期为未来的病害防治研究奠定坚实的理论基础。

关键词：植物病原真菌组蛋白修饰染色质重塑 DNA/RNA甲基化真菌致病性

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板栗花抑制植物病原真菌成分提取及活性研究

核农学报 2024年第5期38卷 889-898页

作者：靳长迎谢巧玲彭飞王秀平杨越冬河北省天然产物活性成分与功能重点实验室河北秦皇岛066004 板栗产业技术教育部工程研究中心河北秦皇岛066004 河北科技师范学院分析测试中心河北秦皇岛066004 河北省板栗产业协同创新中心河北秦皇岛066004

为促进板栗花资源的充分利用,本研究优化了板栗花中有效成分的提取条件,并评价了其对植物病原真菌的抑制活性。采用菌丝生长速率法比较板栗花提取物对3种不同植物病原体的作用,包括小麦赤霉病菌(FG)、油菜菌核病菌(SS)和黄瓜枯萎病菌(F... 详细信息

为促进板栗花资源的充分利用,本研究优化了板栗花中有效成分的提取条件,并评价了其对植物病原真菌的抑制活性。采用菌丝生长速率法比较板栗花提取物对3种不同植物病原体的作用,包括小麦赤霉病菌(FG)、油菜菌核病菌(SS)和黄瓜枯萎病菌(FO),结合单因素试验和响应面曲线法优化板栗花抑菌活性成分的提取工艺,并通过萃取分相探究不同相的抑菌活性成分含量及抑菌活性。结果表明,板栗花抑菌活性成分对3种植物病原真菌均有明显的抑制作用,其中对FG的抑制作用最为明显。经过严格的试验和优化,确定最佳提取条件为乙醇体积分数55.00%(V/V)、提取时间50.00 min、提取温度65.00℃、液料比15.00∶1 mL·g^(-1),该优化条件下提取物中的活性成分抑菌率达到了45.27%。乙酸乙酯相总酚、总黄酮含量最高,其抑制中浓度值(EC50)为2.51 mg·mL^(-1)。本研究结果可为开发新型植物源抗菌剂提供理论依据。

关键词：板栗花植物病原真菌响应面优化总黄酮

吲哚类衍生物的合成及对植物病原真菌活性抑制研究

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吲哚类衍生物的合成及对植物病原真菌活性抑制研究

作者：刘庆河南农业大学

学位级别：硕士

植物病原真菌引起的病害是影响我国农林经济健康发展的重要原因之一,防治植物病原真菌是促进我国经济持续健康发展的必备一环,同时关系到我国生态文明强国的建设。目前主要的防治方法还是基于传统农药所展开的化学防治法最为高效便捷,... 详细信息

植物病原真菌引起的病害是影响我国农林经济健康发展的重要原因之一,防治植物病原真菌是促进我国经济持续健康发展的必备一环,同时关系到我国生态文明强国的建设。目前主要的防治方法还是基于传统农药所展开的化学防治法最为高效便捷,然而传统农药对环境有着很强的污染能力,随着物质循环会流入人类自身,危害人类的身体健康。另外长期的使用单一的农药后也会使植物病原真菌产生抗药性,无法达到理想的抑菌效果。自然界中吲哚类天然产物是一种理想的环境友好型抑菌剂,但由于其存在于植物中含量不高导致提取率低、提取技术要求高、成本高昂难以规模化生产,因此基于天然产物研究探索合成有效的吲哚类天然产物衍生物对防治植物病原真菌有重要意义。本课题以天然产物色胺及3-丁炔-1-醇为原料,修饰合成吲哚炔酰胺骨架,再用廉价过渡金属铜催化、区域选择性串联环化的方法构建吲哚衍生物模型产物,获得了两种骨架的吲哚类衍生物:吡啶并环丙基吲哚酮（2a-2s）、吡啶茚并吲哚（4a-4p）。利用红外光谱（FTIR）、高分辨率质谱（HRMS）、核磁共振1H-NMR、13C-NMR和X射线衍射等检测分析,验证了所合成吲哚类衍生物结构和功能的一致性。依据菌丝生长速率法,选用禾谷镰刀菌、尖孢镰刀菌、串珠镰刀菌、烟草黑胫菌和立枯丝核菌,研究了合成的吲哚类衍生物对不同植物病原真菌的抑菌能力和构效关系,为防治植物病原菌提供新的思路,为后续利用提供参考。本论文的研究结果如下:1、建立了一种简单高效的温和条件下（60℃下）吡啶茚并吲哚类衍生物的合成方法,以吲哚苯乙炔胺为原料,以四氟硼酸四（乙腈）铜（I）为催化剂,以四(3,5-二（三氟甲基）苯基)硼酸钠为添加剂,以1,2-二氯乙烷为溶剂,与3,5-二氯吡啶氮氧化物反应获得了16种吡啶茚并吲哚类衍生物。该反应具有底物范围广泛、反应快速（10min内）、产率优良等优点。2、建立了一种温和条件下（60℃下）吡啶并环丙基吲哚酮类衍生物的合成方法,以吲哚苯乙炔胺为原料,以四氟硼酸四（乙腈）铜（I）为催化剂,以四(3,5-二（三氟甲基）苯基)硼酸钠为添加剂,以1,2-二氯乙烷为溶剂,与8-甲基喹啉氮氧化物反应获得了19种吡啶并环丙基吲哚酮类衍生物。该反应具有底物范围广泛、产率优良等优点。3、采用菌丝生长速率法研究了合成的吲哚类天然产物衍生物在处理浓度为0.1 mg/ml时对禾谷镰刀菌、尖孢镰刀菌、串珠镰刀菌、烟草黑胫菌和立枯丝核菌这5种植物病原真菌的抑菌活性。目标化合物5对立枯丝核菌的抑制率在20.39%～27.87%之间,目标化合物7对立枯丝核菌的抑制率在19.73%～22.58%之间。目标化合物5对禾谷镰刀菌的抑制率在1.59%～3.24%之间,目标化合物7对禾谷镰刀菌的抑制率在7.17%～7.84%之间。目标化合物5对尖孢镰刀菌的抑制率在21.65%～27.35%之间,目标化合物7对尖孢镰刀菌的抑制率在21.10%～23.04%之间。目标化合物5对串珠镰刀菌的抑制率在8.45%～9.84%之间,目标化合物7对串珠镰刀菌的抑制率在26.89%～31.82%之间。目标化合物5对烟草疫霉的抑制率在27.05%～38.65%之间,目标化合物7对烟草疫霉的抑制率在22.41%～24.68%。

关键词：植物病原真菌吲哚衍生物合成抑菌研究化学防治

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植物病原真菌RNA甲基转移酶的筛选与分析

农业生物技术学报 2022年第9期30卷 1810-1822页

作者：贾明轩周贺王茂存孙菡笛程圳范永山巩校东谷守芹刘玉卫董金皋河北农业大学生命科学学院/河北省植物生理与分子病理学重点实验室/华北作物改良与调控国家重点实验室唐山师范学院生命科学系

RNA甲基化是最主要的RNA修饰方式，而N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine, m6A)是真核生物mRNA最常见的一种转录后修饰，在生物生长发育过程中发挥重要的调控作用。作为RNA甲基化修饰的重要蛋白，RNA甲基转移酶在植物病原真菌中的功能尚... 详细信息

RNA甲基化是最主要的RNA修饰方式，而N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine, m6A)是真核生物mRNA最常见的一种转录后修饰，在生物生长发育过程中发挥重要的调控作用。作为RNA甲基化修饰的重要蛋白，RNA甲基转移酶在植物病原真菌中的功能尚未见报道。本研究利用生物信息学方法，对植物病原真菌RNA甲基转移酶的结构及功能进行了初步探究。结果表明，在106种植物病原真菌中，共鉴定到159个RNA甲基转移酶基因，通过理化性质分析可知，159个植物病原真菌RNA甲基转移酶编码氨基酸的平均长度约为470 aa (变化范围:179～1206 aa)，平均相对分子量约为52.64 k D (变化范围:20.04～134.35 kD)，平均等电点约为7.26 (变化范围:4.90～10.28)。植物病原真菌RNA甲基转移酶的进化关系较为保守，相同门的植物病原真菌RNA甲基转移酶大体聚集在同一进化枝，且同一进化枝中蛋白保守基序的相似性较高。利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)方法对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)中编码RNA甲基转移酶(S. turcica RNA methyltransferases 1, StMETTL1)的基因在病菌不同发育时期的表达量进行分析发现，StMETTL1在侵染钉时期的表达量显著升高(P植物病原真菌中的作用提供了数据支持。

关键词：植物病原真菌 mRNA甲基化 RNA甲基转移酶生物信息学分析

植物病原真菌对甾醇脱甲基抑制剂类杀菌剂抗性分子机制研究进展

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农药学学报 2022年第3期24卷 452-464页

作者：刘凤华马迪成张晓敏李金刘峰慕卫山东农业大学植物保护学院山东泰安271018 中国农业大学植物保护学院北京100193

甾醇脱甲基抑制剂(DMI)可通过抑制病原真菌的14α-去甲基化酶(CYP51)而干扰或阻断细胞膜麦角甾醇的生物合成,造成有毒甾醇积累,从而影响细胞膜的结构及功能,进而发挥抗菌作用。随着DMI类杀菌剂的广泛应用,病原菌对其的抗性问题日益严重... 详细信息

甾醇脱甲基抑制剂(DMI)可通过抑制病原真菌的14α-去甲基化酶(CYP51)而干扰或阻断细胞膜麦角甾醇的生物合成,造成有毒甾醇积累,从而影响细胞膜的结构及功能,进而发挥抗菌作用。随着DMI类杀菌剂的广泛应用,病原菌对其的抗性问题日益严重。本文从抗药性分子机制出发,总结出病原菌对DMI类杀菌剂产生抗性的主要原因为:CYP51氨基酸突变引起其与杀菌剂间的亲和力下降;启动子区域基因片段的插入引起CYP51基因过表达;转录因子激活突变或启动子区域基因片段插入导致外排蛋白基因过表达。本文基于杀菌剂的作用方式及病原菌抗性机制研究展开综述,可为杀菌化合物的结构修饰与优化、新靶点改进和研发以及病原真菌的抗药性治理提供参考。

关键词：植物病原真菌甾醇脱甲基抑制剂抗药性分子机制研究进展

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植物病原真菌对杀菌剂抗性的研究进展

植物保护 2023年第5期49卷 243-259页

作者：吴小美王海霞云英子马忠华浙江大学生物技术研究所浙江省作物病虫生物学重点实验室杭州310058 镇江市植保植检站镇江212002 福建农林大学植物保护学院闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室福州350002

科学施用杀菌剂是植物病害综合治理的重要措施之一,然而由于杀菌剂的长期使用,病菌抗药性问题逐渐加重,严重影响药剂的防治效果和使用寿命。近年来,随着分子生物学技术的快速发展,人们对杀菌剂抗性机制有了更深入的理解,并开发出了病菌... 详细信息

科学施用杀菌剂是植物病害综合治理的重要措施之一,然而由于杀菌剂的长期使用,病菌抗药性问题逐渐加重,严重影响药剂的防治效果和使用寿命。近年来,随着分子生物学技术的快速发展,人们对杀菌剂抗性机制有了更深入的理解,并开发出了病菌抗药基因型快速检测的方法。本文总结了植物病原真菌对苯并咪唑类杀菌剂(BZD)、肌球蛋白合成抑制剂、甾醇脱甲基抑制剂(DMI)、QoI类抑制剂、琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)和二甲酰亚胺类杀菌剂(DC)的抗药性现状与抗性机制。在此基础上,介绍了聚合酶链反应(PCR)、限制性片段长度多态性(RFLP)、等位基因特异性PCR和环介导等温扩增(LAMP)技术在杀菌剂抗性快速检测方面的研究进展。此外,对抗药性治理对策进行了讨论和展望。

关键词：植物病原真菌杀菌剂抗性机制抗性检测抗性治理对策

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植物病原真菌CFEM蛋白研究进展

福建农业学报 2022年第12期37卷 1626-1632页

作者：付秀霞李志宇吴羽佳李魏湖南农业大学植物保护学院湖南长沙410128 湖南省临湘市云湖街道农业综合服务中心湖南临湘414300

病原真菌在侵染植物过程中,往往分泌效应因子增加致病性或被寄主抗病基因识别激发寄主强烈抗性,因此效应因子在植物-病原物的互作中发挥重要作用。CFEM(Common in Fungal Extracellular Membrane)蛋白是真菌中特有的一类位于细胞外膜的... 详细信息

病原真菌在侵染植物过程中,往往分泌效应因子增加致病性或被寄主抗病基因识别激发寄主强烈抗性,因此效应因子在植物-病原物的互作中发挥重要作用。CFEM(Common in Fungal Extracellular Membrane)蛋白是真菌中特有的一类位于细胞外膜的蛋白,往往起效应因子的作用。本文综述了植物病原真菌CFEM蛋白家族的结构特点,在不同物种中的表达和定位,CFEM蛋白对真菌胞内铁吸收和生长发育方面的调控作用,抑制寄主免疫反应和促进真菌寄生的作用机制以及CFEM蛋白起源和进化过程等方面的研究进展,同时对目前CFEM蛋白研究有待阐明的问题进行了讨论并展望了未来的研究方向。本文将有助于人们进一步了解植物-病原真菌互作分子机理以及CFEM蛋白的致病机理,为培育作物抗病品种和制定植物真菌病害防控策略提供参考。

关键词：植物病原真菌 CFEM蛋白植物免疫铁吸收