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周琳教授团队在中国科学院一区TOP期刊《Pest Management Science》上发表了题为“Heterozygous mutation in the SdhD subunit confers resistance to thifluzamide in the multinucleate pathogen Sclerotium rolfsii”的研究论文。该研究以花生白绢病齐整小核菌(Sclerotium rolfsii)为对象,系统阐明了其对琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)类杀菌剂噻呋酰胺的抗药性机制,为花生白绢病抗药性治理及后期科学施药提供了重要的理论基础。
花生是我国重要的油料作物和经济作物。近年来,由齐整小核菌(Sclerotium rolfsii)引起的花生白绢病在主要花生产区频繁暴发,严重制约了我国花生产业的可持续发展。目前田间防治主要依赖琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)类杀菌剂噻呋酰胺。然而,该类药剂作用位点单一,抗性风险较高,且白绢病菌为典型的多核真菌,其抗性演化是否与细胞核数量相关,长期以来缺乏系统研究。本研究团队通过室内药剂驯化,获得了稳定的噻呋酰胺抗性突变体。多代培养结果表明,抗性突变体可维持较高的抗性水平,且在菌丝生长、菌核形成及致病力方面与亲本菌株总体相当,表明其在田间具备较强的生存与竞争能力。通过DAPI荧光染色比较菌丝细胞核数量,发现抗性突变体与亲本菌株在单位菌丝段细胞核数量上无显著差异,说明白绢病菌对噻呋酰胺的抗性发展与细胞核数量变化无关。在分子机制方面,团队对琥珀酸脱氢酶(SDH)四个亚基的编码基因进行了系统测序,发现在所有抗性突变体内均存在SdhD亚基第103位氨基酸由组氨酸(H)变为酪氨酸(Y)的杂合突变(SdhD-H103Y)。分子对接模拟显示,该突变可显著影响噻呋酰胺与SDH复合体的结合构象,降低药剂与靶标蛋白之间的亲和力。进一步通过原生质体遗传转化实验,将携带SdhD-H103Y突变的基因导入敏感菌株,可显著降低其对噻呋酰胺的敏感性,从而在功能上验证了该突变在抗性形成中的决定性作用。此外,焦磷酸测序分析表明,突变等位基因的核型频率与抗性水平具有相关性。
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2024级博士研究生蒋超凡和周琳教授为共同第一作者,崔凯娣副教授和何磊鸣副教授为论文共同通讯作者,2025级博士研究生程伟风、2024级硕士生杨悦和2024级本科生何雯珏参与了论文部分工作。该研究得到国家自然科学基金(32202345)和河南省重大科技专项(221100110100)等项目的资助。






