3つのP450遺伝子の過剰発現は、Magnaporthe oryzaeの新規ピリミジンアミンに対する抵抗性に関与している

Overexpression of three P450 genes is responsible for resistance to novel pyrimidine amines in Magnaporthe oryzae.

• Can Zhang
• Dehao Meng
• Weizhen Wang
• Tan Dai
• Junfeng Wang
• Aiying Guan
• Changling Liu
• Xili Liu

抄録

背景:

ミトコンドリア複合体Iを阻害する殺菌剤であるジフルメトリムのピリミジン環基を修飾したピリミジンアミン誘導体が合成されている。本研究では，イネのいもち病の原因菌であるMagnaporthe oryzaeを対象に，その一つであるSYP-34773を合成した。本研究では，SYP-34773に対するM. oryzaeの応答性，抵抗性プロファイル，機構について検討した結果，ピリミジン系アミンの登録や合理的な使用のための重要なデータを得ることができた。

BACKGROUND: A series of pyrimidine amine derivatives have been synthesized by modifying the pyrimidine ring group of diflumetorim-a mitochondria complex I inhibiting fungicide. One derivative, code number SYP-34773, is investigated in the present study involving Magnaporthe oryzae which is the causal agent of rice blast, the most devastating disease in rice. The response, resistance profile and mechanism of M. oryzae to SYP-34773 were investigated in the present study, which will provide important data for the registration and rational use of pyrimidine amines.

結果:

SYP-34773は、現場では殺菌剤イソプロチオランよりも優れた防除効果を示した。ベースライン感度は平均EC0.08μg/mlで確立された。感度が低下した4株の安定したSYP-34773耐性株は，ECの抵抗性係数が7.00～15.00の範囲にある感度の高い10株中の1株（S118）から発生した。コニディア産生および病原性はS118株と同様であったが，耐性株では菌糸増殖およびコニディア発芽が有意に減少していた。SYP-34773とdiflumetorimとの間には正の交差耐性が認められ，SYP-34773耐性株はイソプロチオラン，カルベンダジム，フルアジナム，アゾキシストロビン，プロクロラズに対しても感受性を示した。RNA-Seq解析の結果，SYP-34773耐性株では3つのチトクロームP450遺伝子がSYP-34773投与下でアップレギュレートされていることがqRT-PCRにより確認された．また、SYP-34773の含有量は親株と比較して有意に減少した。

RESULTS: SYP-34773 showed greater control efficacy than fungicide isoprothiolane in the field. The baseline sensitivity was established at a mean EC of 0.08 μg/ml. Four stable SYP-34773-resistant isolates with reduced sensitivity were generated from one (S118) out of 10 sensitive isolates with resistance factor of EC ranging from 7.00 to 15.00. The conidia production and pathogenicity were similar to that of S118, while there was a significant decrease in the mycelial growth and conidial germination in the resistant isolates. Positive cross-resistance was observed between SYP-34773 and diflumetorim; and the SYP-34773-resistant isolates were still sensitive to isoprothiolane, carbendazim, fluazinam, azoxystrobin, or prochloraz. RNA-Seq analyses revealed three cytochrome P450 genes were up-regulated in the resistant isolate under the treatment of SYP-34773, confirming by the qRT-PCR. The content of SYP-34773 was significantly reduced in the resistant isolate when compared to the parental isolate.

結論:

その結果、SYP-34773はM. oryzaeに対して高い活性を示すことが明らかになった。3つのチトクロームP450遺伝子の過剰発現がM. oryzaeの新規ピリミジンアミンに対する耐性に重要な役割を果たしていることが明らかになった。この記事は著作権で保護されています。すべての権利を保有しています。

CONCLUSION: The study demonstrated that SYP-34773 exhibits a highly activity against M. oryzae. The overexpression of three cytochrome P450 genes play an important role in the resistance of M. oryzae to novel pyrimidine amines. This article is protected by copyright. All rights reserved.

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