盾壳霉对两种除草剂的敏感性评价及谷氨酰胺合成酶功能研究

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盾壳霉(Coniothyrium minitans)作为防治菌核病的生物制剂已经被大量研究。本论文主要研究盾壳霉与田间两种灭生型除草剂草甘膦和草铵膦共同施用问题,并针对试验过程中出现的现象,主要研究了除草剂草铵膦的靶标基因在盾壳霉生长过程中的功能。试验结果如下:  1.盾壳霉对两种除草剂敏感性评价:草甘膦和草铵膦对盾壳霉菌丝均有较强抑制作用,EC50分别为714.3μg/mL和574.5μg/mL;对孢子抑制作用相对较弱,草甘膦EC50为1019.8μg/mL,而草铵膦对盾壳霉孢子的萌发基本没有抑制作用;对核盘菌菌丝均有较强的抑制作用,EC50分别为1695.8μg/mL和223.5μg/mL,草铵膦较草甘膦抑制作用更为显著;两种除草剂存在下会延迟盾壳霉孢子的萌发时间,但是对盾壳霉孢子没有杀灭作用;两种除草剂存在下,会影响盾壳霉对核盘菌菌核的寄生,草铵膦较草甘膦抑制作用更为显著。但结合两种除草剂的性质,草铵膦在田间能快速被降解且不能杀灭孢子,草甘膦也不能杀灭孢子且在较高浓度下仍对盾壳霉寄生核盘菌菌核没有太大影响。所以,在田间正常条件下盾壳霉孢子均可以和两种除草剂进行混合施用。  2.盾壳霉在含草铵膦的PDA平板上生长异常,推测草铵膦的靶标对盾壳霉的生长起重要作用,为了探究生长异常原因,了解草铵膦的作用机理,为研究抗药性材料提供依据,我们研究了草铵膦对盾壳霉的作用。盾壳霉中存在三个含有谷氨酰胺合成酶保守结构域的基因,其中一个为FluG蛋白,另外两个为谷氨酰胺合成酶类似蛋白,将其分别命名为GlnA1(CmZS1_02675)和GlnA2(CmZS1_07614)。基因GlnA1敲除会使盾壳霉致死,加入一定量谷氨酰胺之后,敲除转化子可以恢复生长和产孢,但是菌落偏白,疑似黑色素产量降低,且加入其它类氨基酸不能恢复其生长和产孢。耐药性试验表明,草铵膦对GlnA1敲除转化子无抑制作用。GlnA2敲除转化子与菌株ZS-1相比,在菌落形态、菌丝尖端、生长、产孢、生物学产量和对草铵膦的抗药性方面均无显著差异。因此可以确定,在盾壳霉中GlnA1为除草剂草铵膦的靶标,而GlnA2不是。
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