Strobilurin类杀菌剂作用靶标研究进展

trifloxystrobin
metominostrobin famoxadone fluoxastrobin fenamidone
肟菌酯
苯氧菌胺 恶唑菌酮 氟嘧菌酯 咪唑菌酮
拜耳
盐野义 杜邦 拜耳 安万特
1998
1993 1996 1994 1998
1999
1999 1997 2004 2001
D. W. Bartlett Pest Manag Sci 2002, 58, 649-662
Logo
2. 影响寄主—病原物关系的化合物
调节寄主植物抗病性
植物受病原物诱导的产生系统的抗病性能，称作系 统 获 得 性 抗 病 性 （ Systemic Acguired Resistance, SAR） 除病原物外，某些化学药品亦具有类似功能，这类 化学物质就是植物抗病激活剂（Plant Activator） 生物因子、物理因子或化学因子 ↓ 激发寄主受体产生防卫信号 ↓ 激活或诱导植物防卫基因表达
糖有氧氧化途径
三羧酸循环
磷酸戊糖途径
克菌丹
对三羧酸循环影响
福美双 克菌丹 硫磺
乙酰辅酶A 草酰乙酸 柠檬酸
2CO2
有机硫代森类 8－羟基喹啉
苹果酸
克菌丹 异柠檬酸
延胡索酸 硫磺
萎锈灵
a-酮戊二酸
琥珀酸
琥珀酰 辅酶A
对呼吸链的影响
鱼腾酮 安密妥½O2 敌苦双 敌克松 联苯酚 Alternative respiration
对菌无毒性的保护剂作用原理
主要干扰病菌寄生（调节病菌致病系统）的化合 物、加强寄主防御作用的化合物。 特点： （1）在离体条件下，很少或没有杀菌活性，但当 应用到寄主植物上时可减少侵染或境地病害的严重度 。
Logo
（2） 活体表现:
I II 在寄主植物体内转变为具有毒性的化合物 影响真菌的致病能力
Logo
杀菌剂对糖酵解、有氧氧化和磷酸戊糖三条途径的影响
Cu、Hg、克菌丹、百菌清
糖酵解途径 ATP ADP 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 磷酸己糖 异构酶 6-磷酸果糖
e +2 2H H AD P N A N 2H e +2
乳酸
丙酮酸
乙酰辅酶A
3-磷酸葡萄糖酸
3-磷酸甘油醛
1,3-磷酸甘油醛 百菌清
5-磷酸核酮糖
图1 具有天然杀菌活性的β-甲氧基丙烯酸酯衍生物
D. W. Bartlett Pest Manag Sci 2002, 58, 649-662
S N S
OMe N CONH2 MeO myxothiazol A
粘噻唑
图2 粘噻唑的结构式
K. Gerth J Antibiot. 1980, 33,1474-1479
表2 粘噻唑对不同酵母菌和真菌的最小抑制浓度（MIC）
实验菌种 Candida albicans Debaromyces hansenii Hansenula anomala Nadsonia fulvescens Nematospora coryli Pichia membranaefaciens Rhodotorula glutinis Saccharomyces cerevisiae Schizosaccharomyces pombe Torulopsis glabrata Mucor lusitanicus M. hiemalis Rhizopus stolonifer Neurospora crassa Ustilago maydis MIC (μg/ml) 3.1 3.1 0.4 0.2 0.2 1.6 1.6 0.2 0.1 1.6 3.1 1.6 0.8 0.2 <0.01
大 麦 葡 萄 梨
番茄 水稻 花生
轮Leabharlann Baidu病
优点及应用
2.
3.
具有内吸传导性和扩散性
具有保护、治疗和铲除作用
全程的防护作用
阻止病 菌侵入 杀死或抑制 病菌扩展 抑制病 菌产孢
优点及应用
4.
具有全新的作用机制
阿米西达
三唑类
苯并咪 唑类
无交互抗 性
真菌细胞
三：Strobilurin类 杀菌剂作用靶标 的研究进程
3
有争议： （1）诱导抗病性 （2）直接对病原菌作用
防治卵菌纲病害 产生酚类和黄酮类抗病物质 激发植物坏死斑反应，是侵染点中有大量的酚 类物质积累。另外斑块部位可以使病菌的进一步发 展受阻。
Logo 苯并噻二唑（BTH）类 气巴-嘉基在开发磺酰脲类除草剂时发现，苯并 噻二唑-7-羧酸甲酯有SAR活性 O C S CH3 S 诺华公司商品名Bion N N 30g/ha对小麦白粉病具有持久性抗性。
对氧化磷酸化的影响
葡萄糖＋O2
ADP+Pi
ATP酶
6CO2+6H2O
ATP+H2O
砷、铜、锡、汞等杀菌剂能直接影响 ATP酶的活性，抑制氧化磷酸化反应
Logo 杀菌剂对代谢物质的生物合成及其功能的影响 抑制RNA的生物合成 3种RNA聚合酶，甲霜灵专化性抑制rRNA的合成 干扰核酸代谢
线粒体 核糖体 纺锤体
Logo
杀菌剂对菌体内能生成的影响
1
2 3
对乙酰辅酶A形成的影响
对三羧酸循环影响 对呼吸链的影响
4
5
对脂质氧化的影响
对氧化磷酸化的影响
Logo
对乙酰辅酶A形成的影响
TPP（硫胺素焦磷酸）在丙酮酸脱 羧过程中起转移乙酰基的作用
TPP＋（氧化型） 有机硫类克菌丹破坏TPP＋ 抑制乙酰辅酶A的形成
标记化合物 L-(35S)Cysteine hydrochloride L-(U-14C) Isoleucine L-(U-14C) Leucine L-(U-14C) Phenylalanine L-(U-14C) Proline L-(U-14C) Threonine DL-(benzene ring U-14C) Tryptophan L-(U-14C) Tyrosine (U-14C) Acetic acid, sodium salt DL-(2-14C Mevalonic acid 加入100ml培养基 中的放射能(μCi) 380 50 50 10 25 50 4 结合 + + + _ _ + _
H2O
Co、CN－
½O2
NADH
Complex I
Complex III
Complex IV
萎锈灵 8－羟基喹 啉
Complex II
H2O
抗霉素A 甲氧基丙稀酸酯 恶唑菌酮 咪唑菌酮
Logo
对脂质氧化的影响
β—氧化
克菌丹
二氯奈醌
增大线粒体膜和内质网膜上的脂质 过氧化反应
二甲酰亚胺类和环烃类
Logo
Logo
1杀菌剂对细胞壁的影响 几丁质-多抗酶素
细胞壁 真菌 微纤维 纤维素-烯酰吗啉 细菌： 多肽多糖-青霉素
无定形物
Logo
杀菌剂对菌体细胞结构和功能的破坏
杀菌剂对细胞壁的影响
环烃类 咪唑类
UDP-N-乙 酰葡萄糖
穿透 细胞质膜
聚 合
细胞壁 形成
有机磷杀菌剂 破坏膜透性
>50 >50 >50 >50 >50 >50 >50 >50 >50 >50 >50 3.1 6.3 3.1 >50
G. Thierbach Antimicrob. Agents Chemother. 1980, 19, 504-507
哪种代谢途径涉及到粘噻唑的生物合成
表4 粘噻唑与放射性同位素标记的氨基酸的结合
优点及应用
1. 具有安全、高效、广谱的特性
阿米西达防治谱
作物 小 麦 病害名称 白粉病 叶枯病 颖枯病 锈 病 白粉病 叶锈病 网斑病 云纹病 霜霉病 白粉病 黑星病 黑斑病 作物 瓜类 病害名称 白粉病 霜霉病 蔓枯病 炭疽病 叶枯病 早疫病 炭疽病 斑枯病 白粉病 纹枯病 稻瘟病 胡麻叶斑病 立枯病 锈 叶斑病 病
Strobilurin类杀菌剂
作用靶标的研究进展
1. Strobilurin类杀菌剂简介 2. Strobilurin类杀菌剂的特性 3. Strobilurin类杀菌剂作用靶标的 研究过程 4. 展望
一：Strobilurin类 杀菌剂简介
发
现
1969年Musikek及其合作者首先报道， Strobilurin A 以来，到目前为止文献报道的已 有30多个此类抗生素，但结构简单的有15个， 其中Strobilurin 类11个，Oudemansin类3个， 另一个是Myxothiazol。
Logo 特点：
※ 本身对病原菌没有明显的杀菌或抑菌活 性，但能诱发植物自身的免疫系统，抵御病 害侵袭。 ※ 一种抗病激活剂可以防治多种病害，植 物一旦产生系统抗病性，其抗病性具有持久 性和广谱性，甚至可以遗传。 ※ 不会对病原菌产生选择压力，不易产生 抗药性。
Logo
乙膦铝
C2H5O H
O P Al
苯来特 十三吗啉 多氧霉素
稻瘟灵
Logo
Logo
破坏菌体细胞膜
脂质 蛋白质 甾醇 盐类的亚单元 每个亚单元由金 属桥和疏水键
1 2 3
有机硫杀菌剂 与膜上的疏水 键或金属桥结 合，生物膜受 破坏
含重金属的杀 菌剂，作用于 细胞膜上的三 磷酸腺苷水解 有机磷杀 酶的-SH基， 菌剂 改变膜的透性
对细胞膜组分 甾醇的破坏
表1 商品化的Strobilurin类杀菌剂品种
杀菌剂 Azoxystrobin picoxystrobin pyraclostrobin Kresoxim-methyl 通用名 嘧菌酯 啶氧菌酯 唑菌胺酯 醚菌酯 结构 公司 先正达 先正达 巴斯夫 巴斯夫 公布时间 1992 2000 2000 1992 首次面市时间 1996 2002 2002 1996
G. Thierbach Antimicrob. Agents Chemother. 1980, 19, 504-507
表3 粘噻唑对不同细菌的最小抑制浓度（MIC）
实验菌种 MIC (μg/ml)
Gram-negative Acinetobacter calcoaceticus DSM 30006 Agrobacterium tumefaciens DSM 30150 Alcaligenes eutrophus DSM 531 Escherichia coli DMS 613 Pseudomonas aeruginosa GBF 62 Salmonella typhimurium DSM 50912 Serratia marcescens GBF 61 Gram-prositive Arthrobacter simples ATCC6946 Brevibacterium ammoniagenes DSM 20305 Bacillus megaterium GBF 24 Bacillus subtilis ATCC 6051 Micrococcus luteus GBF 38 Mycobacterium sp. GBF 3 Nocardia coralline ATCC 13258 Staphylococcus aureus GBF 16
甾醇抑制剂 三唑类
Logo
破坏菌体细胞膜
对卵磷脂生物合成的影响
异稻瘟净抑制S-腺苷高半光氨酸甲基转移酶的活 性，使卵磷脂生物合成受阻，改变膜的透性。 对脂肪酸生物合成的影响 稻瘟灵靶标脂肪酸生物合成的关键酶乙酰CoA羧 化酶，干扰脂肪酸生物合成，改变膜的透性。
敌力脱
Logo
破坏菌体内一些细胞器或其他细胞结构
已商品化和即将商品化的产品
公司 先正达 杀菌剂 嘧菌酯 啶氧菌酯
巴斯夫
拜耳 盐野义 杜邦 日本宇部兴产 沈阳化工研究院
苯氧菌酯 唑菌胺酯 醚菌胺 肟醚菌胺
氟嘧菌酯 肟菌酯 苯氧菌胺 DPX-KZ165 苯醚菌酯 烯肟菌酯 唑菌胺酯 丁香菌酯
浙江化工研究院
烯肟菌胺
二：Strobilurin类 杀菌剂的特性
腺苷脱氨形成次黄苷是重要的核酸代谢反应之一。 次黄苷与白粉病菌的致病性有关。乙菌定作用机 制是抑制腺苷脱氨酶的活性
干扰细胞分裂 微管蛋白-多菌灵
Logo 杀菌剂对代谢物质的生物合成及其功能的影响
抑制病菌氨基酸和蛋白质生物合成 嘧霉胺等抑制真菌蛋氨酸生物合成 抗菌素抑制或干扰蛋白质生物合成
Logo
III 影响寄主的抗病性 IV 可以干扰致病原因的关键因素（真菌毒素、 酶的活性、产物）和寄主抗病性的诱导剂或抑制 剂
Logo
对病原菌本身没有毒性或几乎没有毒性。 ※ 具有更高的选择性，对非靶标生物和环 境安全 ※ 由于对病原菌本身无毒性，故不易产生 抗药性。
Logo
1. 黑色素生物合成抑制剂
阻碍附着孢对植物细胞壁的穿透。三环唑（第 一个），防治稻瘟病
Logo
杀菌剂作用机理
抑菌（内吸） 杀菌 对病菌无毒作用
Logo
杀菌剂的作用原理
杀菌剂对细胞壁的影响
Title
破坏菌体细胞膜 杀菌剂对菌体细胞结构 和功能的破坏 破坏菌体内一些细胞器或 其他细胞结构
Title
杀菌剂对菌体内能生成 的影响 杀菌剂对代谢物质的生 物合成及其功能的影响
Title