“E422A Point Mutation in the Myosin 5 Protein Confers Resistance to Phenamacril in Fusarium fujikuroi Field Isolates”文章发表在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》，本研究在水稻恶苗病病原菌藤仓镰刀菌的田间抗性菌株中，鉴定到氰烯菌酯靶标蛋白Myosin-5上的全新抗药性点突变E422A，明确该突变通过降低蛋白与药剂的结合亲和力介导高水平抗药性；证实抗性菌株存在显著适合度代价、与常用杀菌剂无交互抗药性，并建立了该突变的AS-PCR快速检测方法，完善了藤仓镰刀菌氰烯菌酯抗药性的分子机制与监测技术体系。
研究背景
水稻恶苗病由藤仓镰刀菌引起，是全球主产稻区的重要种传病害，可造成最高75%的产量损失，且病原菌产生的赤霉素与真菌毒素威胁稻米品质与食品安全。氰烯菌酯是我国自主研发的特异性杀菌剂，靶向镰刀菌Myosin-5蛋白的ATP酶活性，是水稻恶苗病防控的核心药剂。长期大面积单一施用导致田间抗药性种群高发，此前已报道K218N/T、S219P/L是藤仓镰刀菌的主要抗药性突变，但5年田间监测显示，9.8%的抗性菌株不携带已知突变，其抗药性分子机制尚不明确，制约了病害精准防控与抗药性治理。
研究结果
研究从黑龙江省田间分离获得3株无已知突变的高水平抗性菌株，其抗性倍数达97.15～173.84，连续传代10代后抗药性保持稳定遗传。适合度测定显示，抗性菌株的菌丝生长速率、产孢量、孢子萌发率整体低于敏感菌株，复合适合度指数显著下降，存在明显的适合度代价；交互抗药性分析表明，该类抗性菌株对戊唑醇、氟环唑、嘧菌酯等不同作用机制杀菌剂仍保持敏感，无交互抗药性。
通过全基因序列比对，研究发现抗性菌株Ffmyosin-5基因第1,265位发生GAG→GCG的碱基替换，对应蛋白第422位谷氨酸突变为丙氨酸（E422A）；分子对接模拟显示，该突变使Myosin-5与氰烯菌酯的结合亲和力从-6.95 kcal/mol降至-6.29 kcal/mol，药剂结合能力显著下降。进一步通过同源重组将E422A突变导入敏感菌株，转化子的氰烯菌酯EC50升至15.03～16.84μg/mL，获得与田间抗性菌株相当的高水平抗性，直接验证了该突变的抗药性功能。此外，研究设计了等位基因特异性PCR引物，建立了可特异性检测E422A突变的AS-PCR方法，对其他突变类型及近缘病原菌无交叉扩增。
结论与总结
本研究首次鉴定到藤仓镰刀菌中介导氰烯菌酯抗药性的E422A新位点，补充了镰刀菌属Myosin-5蛋白的抗药性突变谱；突变菌株的适合度代价与无交互抗药性特征，为田间实施药剂轮换、延缓抗药性演化提供了理论依据；建立的快速检测方法可用于田间抗性种群的动态监测，对水稻恶苗病的科学防控与抗药性综合治理具有重要的理论与应用价值。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6c04308。
