[农业]真菌对几种杀菌剂的抗性机制研究

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1、真菌对几种杀菌剂的抗性机制研究摘要：苯并咪唑类杀菌剂通常被认为是一类高抗药性风险的药剂，主要是由于这类药剂作用靶标单一，病原菌很容易发生抗药性突变；另外，该类药剂由于有很好的杀菌活性和教宽的防治谱，在过去的一段时间内被大量单独使用,已在自然界形成很高的选择压力；二甲酰亚胺类杀菌剂是20世纪70年代初推出的一类广谱、触杀型、保护性杀菌剂，也有一定的治疗作用，对真菌的孢子萌发、菌丝生长都有抑制导致菌丝顶端产生不正常的分枝和肿胀，最近研究表明双组份组氨酸激酶的点突变可能是此类杀菌剂对病原菌产生抗性的机制；甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂是一类重要的新型杀菌剂,具有

2、广谱、高效、安全的特点。这类杀菌剂作用于真菌线粒体的电子传递链的复合物三，阻止电子传递，抑制能量合成。由于作用位点单一，易产生抗药性，其抗药性机制主要是细胞色素b基因序列上发生点突变。关键词：苯并咪唑类二甲酰亚胺类甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂抗药性苯并咪唑类（benzimidazoles）化合物是上世纪60年代后期开发的一类非常重要的药剂，被广泛应用于农用杀菌剂、兽药及临床抗癌药物。苯并咪唑类药剂中最大的一类为农用杀菌剂，对大多数子囊菌、半子菌和担子菌引起的病害均有防治效果，又因为该类药剂被首先发现具有植物内吸性，对病害具有治疗作用，该类药剂的开发被认为

3、在植物病害化学防治上具有里程碑式的意义。我国从上世界70年代仿制多菌灵成功以来，该类药剂一直被广泛应用于一些重要农作物主要病害的控制。该类杀菌剂主要作用于病原菌的β-微管蛋白，阻止纺锤丝的形成，从而干扰细胞核的分裂。因此这类药剂作用位点单一，选择性较强，病原菌在药剂选择压力下很容易产生抗药性。。据统计，到1987年止，至少有55个属的病原菌对苯并咪唑类杀菌剂产生了抗药性[1]。目前由于其突出的抗药性问题，苯并咪唑类杀菌剂的应用范围及前景受到很严重的制约。苯并咪唑类化合物的母体结构中都含有一个苯并咪唑环的活性基团，主要品种有多菌灵（carbendaz

4、im）、苯菌灵（benomyl）、噻菌灵（thiabendazole）、麦穗宁（fuberidazole）等，另外由于甲基托布津（thiophanate-methyl）在生物体中主要代谢为多菌灵而起作用，因此也将其归入这类化合物[2]。最初，Hastie研究发现[3]苯菌灵能使构巢曲霉（Aspergillusnidulans）的核不稳定，因此推测苯并咪唑类药剂可以干扰病原菌的核酸物质的合成。但后来的研究表明[4-6]，该类杀菌剂可以使细胞核的分裂受阻，而抑制核酸物质的合成只是核分裂受阻的结果。苯菌灵在处理菌丝后，细胞呈现类似于秋水仙素处理植物或动物

5、细胞后的现象，而秋水仙素主要是通过干扰纺锤体的形成进而破坏哺乳动物或植物细胞的有丝分裂[7]。由α-微管蛋白和β-微管蛋白组成的异二聚合体是组成微管的最基本的单元，而微管进一步可组装成为纺锤丝，而纺锤体的形成以来纺锤丝将处于赤道板的染色体往细胞两极牵引[8]。当细胞用秋水仙素处理后，由于不能形成纺锤丝，使得有丝分裂过程停滞在细胞分裂中期，每个染色体复制的两个姊妹染色单体虽然分开了，却不能彼此往两极分离，不能形成两个子核，于是该细胞内的染色体就加倍了。遗传上可以采用此染色体加倍的原理使用秋水仙素进行多倍体育种。真菌的微管对秋水仙素不敏感，出现该现象可

6、以说明苯并咪唑类药剂具有与秋水仙素相同或相似的作用机理。Nocodazole是一种与多菌灵的结构类似的化合物，最初被作为抗癌药物应用于临床试验。该化合物能强烈抑制哺乳动物细胞的有丝分裂[9]。研究表明，nocodazole对哺乳动物微管的干扰作用与秋水仙素类似，能与秋水仙素竞争性地和哺乳动物的β-微管蛋白结合[10]。同时，试验也发现nocodazole与多菌灵可与真菌的微管蛋白竞争性结合[7]，这说明多菌灵也作用于β-微管蛋白。Davidse[11]用14C标记的多菌灵与构巢曲霉的菌丝粗提蛋白进行离体结合试验，发现多菌灵可与微管蛋白类似物发生结合

7、，且结合能力与构巢曲霉对多菌灵的敏感性有关，来自对多菌灵敏感的构巢曲霉菌株的β-微管蛋白与多菌灵的结合能力比来自多菌灵抗药性菌株强。Howard等对Fusariumacuminatum菌丝进行药剂处理后观察菌丝尖端发现，药剂处理后菌丝生长受到抑制，所有的有丝分裂在中期停滞，同时微管稳定剂D2O对多菌灵具有颉颃作用，说明多菌灵作用于真菌的微管，并且使微管更不稳定，易于分解[12-13]。Künkel对构巢曲霉萌芽分生孢子有丝分裂的超微结构的观察发现，用多菌灵处理后无纺锤体形成[14]。此外，更多的苯并咪唑类药剂作用于真菌的β-微管蛋白的证据来源于对许

8、多病原菌抗性的生化机制和分子机制方面的研究[15]。苯并咪唑类杀菌剂通常被认为是一类高抗药性风险的药剂，主要是由于这类药剂