氟吡菌胺（fluopicolide）是拜耳作物科学公司于2005年开发的新型杀菌剂，对疫霉、霜霉和腐霉等植物病原卵菌具有优异的抑菌活性，与目前生产中使用的其他卵菌抑制剂无交互抗药性。刘西莉课题组前期研究阐明了该药剂的作用靶标为液泡型H⁺-ATPase亚基a。氟醚菌酰胺（fluopimomide）是山东中农联合生物科技股份有限公司以氟吡菌胺为先导，以分子靶标H⁺-ATPase亚基a为导向，协同创制的具有自主知识产权的新型含氟类杀菌剂，在我国登记用于黄瓜霜霉病、葡萄霜霉病、马铃薯晚疫病和芋头疫病等植物卵菌病害的防治。刘西莉教授课题组在前期与山东联合协同创新的基础上，进一步开展了烟草疫霉对氟吡菌胺和荔枝霜疫霉对氟醚菌酰胺的抗性风险和抗性机制研究。相关研究成果以“Characteristics of fluopicolide-resistance mutants in Phytophthora nicotianae, the pathogen causing black shank disease in tobacco”和“Two point mutations N771S and K847N in the VHA-a of Phytophthora litchii confer resistance to fluopimomide”为题连续发表在Pesticide Biochemistry and Physiology期刊。研究结果为指导氟吡菌胺和氟醚菌酰胺在田间的科学、合理使用及延缓其抗性的发生发展提供了理论依据。

       测定了我国不同地区141株烟草疫霉对氟吡菌胺的敏感性，敏感性频率呈单峰分布，未发现田间自然抗性菌株，平均EC₅₀为(0.12±0.06)μg/mL，可作为后续烟草疫霉对氟吡菌胺田间抗性监测的标准（图1）。生存适合度研究结果表明，室内药剂驯化获得的抗性突变体的生存适合度均显著低于其亲本菌株。氟吡菌胺与氟醚菌酰胺之间存在正交互抗药性，而与甲霜灵、烯酰吗啉、代森锰锌和氰霜唑之间无交互抗性。克隆并测序比对了氟吡菌胺抗、感烟草疫霉的PpVHA-a基因，发现PpVHA-a蛋白上存在G765E和N769Y点突变，通过遗传转化试验证实了两种点突变均可引起烟草疫霉对氟吡菌胺的高水平抗性（图1）。综合分析表明，烟草疫霉对氟吡菌胺存在低到中等水平抗性风险，PpVHA-a上G765E和N769Y点突变是烟草疫霉对氟吡菌胺产生抗性的主要原因。

图1  氟吡菌胺结构式和烟草疫霉对氟吡菌胺的敏感性基线及抗性位点验证

       建立了我国不同地区137株荔枝霜疫霉对氟醚菌酰胺的敏感性基线，敏感性频率也呈单峰分布，未发现田间自然抗性菌株，平均EC₅₀为(0.763±0.922)μg/mL，可作为后续荔枝霜疫霉对氟醚菌酰胺田间抗性监测的标准（图2）。生存适合度研究结果表明，室内药剂驯化获得的抗性突变体的生存适合度均显著低于其亲本菌株。氟醚菌酰胺与氟吡菌胺之间存在正交互抗药性，而与甲霜灵、烯酰吗啉、氟噻唑吡乙酮和嘧菌酯之间无交互抗性。克隆并测序比对了氟醚菌酰胺抗、感荔枝霜疫霉的PlVHA-a基因，发现PlVHA-a蛋白上存在N771S和K847N点突变，通过分子对接和CRISPR/Cas9介导的定点突变证实了两种点突变均可引起荔枝霜疫霉对氟醚菌酰胺的高水平抗性（图2）。综合分析表明，荔枝霜疫霉对氟醚菌酰胺存在中等水平抗性风险，PlVHA-a上N771S和K847N点突变是荔枝霜疫霉对氟醚菌酰胺产生抗性的主要原因。

图2  荔枝霜疫霉对氟醚菌酰胺的敏感性基线和抗性位点验证

       西北农林科技大学植物保护学院博士生刘小飞（现已毕业）和博士后代探分别为两篇论文的第一作者，刘西莉教授和苗建强副研究员为论文通信作者。两项研究均得到了国家自然科学基金（32001942）的资助，刘小飞为第一作者的研究也得到了陕西省创新能力支撑计划（2020TD-035）的资助。

       原文链接：

       https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2024.105876

       https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2024.105900