禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）引起的小麦赤霉病（Fusarium head blight, FHB）是一种严重为害粮食作物的真菌病害，不仅引起作物产量损失与品质下降，而且病原菌在感病的谷粒中分泌的真菌毒素，严重威胁粮食安全。前期研究表明甲氧基丙烯酸酯类（quinone outside inhibitors, QoIs）和琥珀酸脱氢酶抑制剂类（succinate dehydrogenase inhibitors, SDHIs）杀菌剂可破坏线粒体动态平衡，引起线粒体碎片化。动力蛋白和动力相关蛋白（DRPs）作为GTPase超家族成员，参与调控真核细胞线粒体分裂、囊泡出芽与分裂等功能，但其在禾谷镰刀菌中的功能尚不清楚。在本研究中，我们利用BLAST分析发现禾谷镰孢菌中与酵母Dnm1的同源蛋白FgDnm1，并对其进行了生物学功能研究。结果表明，FgDnm1参与调控着菌丝生长、有性生殖及杀菌剂药敏性。此外，我们利用荧光标记技术和激光共聚焦显微镜发现FgDnm1与线粒体共定位，且参与调控禾谷镰刀菌产毒小体的结构形成及脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）的生物合成。进一步研究表明，甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂（QoIs）和琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂（SDHIs）均会引起线粒体的碎片化，FgDnm1的缺失会导致线粒体呈现丝状网络分布，并阻断了QoIs和SDHIs诱导的线粒体碎片化。本研究揭示了线粒体动态平衡对禾谷镰刀菌菌丝生长发育、杀菌剂敏感性和毒素形成的影响。因此，我们推论QoIs与SDHIs杀菌剂引起的线粒体动态平衡变化依赖于FgDnm1。

长期以来，天然产物为新型农用化学品的发现提供了重要的来源及灵感。在众多的天然产物中，18β-甘草次酸具有广谱的生物活性，更为新药发现提供了重要的活性骨架。为了拓展18β-甘草次酸的农业用途，制备了一系列新型18β-甘草次酸酰胺衍生物，并评价其抗菌性能。以水稻黄单胞菌、柑橘溃疡病菌、猕猴桃溃疡病菌为测试菌株，采用浊度法测试了目标化合物的离体抗菌活性；采用盆栽实验，评估了目标化合物对水稻白叶枯病的防治效果；采用透射电镜对细菌的表型进行了初步验证；借助活性氧实验验证化合物对病原菌活性氧的干扰效果；结合防御酶实验探究化合物对植物防御酶活性的调控性能。通过抗菌活性实验表明，化合物5k对水稻白叶枯病菌(Xoo)具有较好的离体抑菌活性(EC₅₀ = 3.64 mg L^-1)和优异的活体保护活性(54.68%)。进一步通过活性氧实验和表型验证，化合物5k能造成病原菌体内活性氧的过量产生和积累，并进一步破坏病原菌的细胞膜。更值得注意的是,化合物5k能提升包括过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶和苯丙氨酸解氨酶在内的植物防御酶的活性。实验结果表明，制备的18β-甘草次酸酰胺衍生物能通过破坏病原菌的氧化还原平衡并激活植物的防御系统共同发挥其控制植物细菌性病害的潜力。

工农业生产中有机磷杀虫剂敌敌畏的大量使用对人类健康和环境生态安全构成了威胁。微生物降解有机磷农药残留是生物修复环境的重要途径。前期工作表明：木霉作为生防菌同时可以用来降解环境中的化学农药，但亟需阐明木霉降解敌敌畏的作用机制。试验表明：深绿木霉T23对敌敌畏的降解能力取决于敌敌畏的初始诱导作用、培养基养分和pH值的变化。敌敌畏胁迫下T23产生的不同初级和次生代谢产物可以为菌株提供能量和作为抗氧化剂来耐受敌敌畏的胁迫。结果表明：深绿木霉T23可以产生大量的胞内酶降解敌敌畏，T23产生的胞内酶活性随着时间、初始敌敌畏浓度、培养基中硫酸铵和磷酸盐含量的变化而变化。研究阐明了敌敌畏诱导的生防深绿木霉T23降解敌敌畏的酶动力学特点和作用机理，为环境中有机磷农药残留的微生物降解提供了理论依据。

In this research, green synthesized magnesium oxide nanoparticles (MgO NPs) from lemon fruit extracts and their fungicidal potential was evaluated against Alternaria dauci infection on carrot (Daucus carota L.) under greenhouse conditions.  The scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM) and ultra-violet (UV) visible spectroscopy were used to validate and characterize MgO NPs.  The crystalline nature of MgONPs was determined using selected area electron diffraction (SAED).  MgO NPs triggered substantial antifungal activity against A. dauci when exposed to 50 and 100 mg L^–1 concentrations but the higher antifungal potential was noticed in 100 mg L^–1 under in-vitro conditions.  In fungal inoculated plants, a marked decrease in growth, photosynthetic pigments, and an increase in phenol, proline contents, and defense-related enzymes of carrot were seen over control (distilled water).  However, foliar application of MgO NPs at 50 and 100 mg L^–1 resulted in significant improvement of plant growth, photosynthetic pigments, phenol and proline contents, and defense enzymes activity of carrots with and without A. dauci infection.  Spraying of MgO NPs at 100 mg L^–1 had more plant length (17.11%), shoot dry weight (34.38%), plant fresh weight (20.46%), and root dry weight (49.09%) in carrots when challenged with A. dauci over inoculated control.  The leaf blight indices and percent disease severity were also reduced in A. dauci inoculated plants when sprayed with MgO NPs.  The non-bonding interactions of Alternaria genus protein with nanoparticles were studied using molecular docking.

黄单胞菌是一类重要的植物病原细菌，可引起严重的植物病害，造成巨大的经济损失。化学防治是防治黄单胞菌属细菌侵染导致病害的最经济有效的措施，但又缺乏高效杀菌剂抑制此类病害的发生。因此，探究黄单胞菌基因组特征、鉴定新型药剂靶点是十分必要的。在本研究中，以引起水稻白叶枯病的病原菌稻黄单胞菌稻致病变种（Xanthomonas oryzae pv. oryzae，Xoo)为代表，成功构建了Xoo的转座子插入文库。转座子测序（Transposon sequencing，Tn-seq）数据显示，mariner C9转座子匹配插入的位点数占总潜在插入位点的35.7%-36.4%，同时鉴定到Xoo生长所必需的491个基因。与其他已报道细菌的必需基因相比，Xoo的一些必需基因功能未知，25个基因推测为黄单胞属类群的独有必需基因，且3个基因是黄单胞属细菌所特有的。综上，这些研究结果可为开发广谱型、黄单胞特异型、环境友好型的杀菌剂提供候选靶点。辛菌胺是一种对水稻黄单胞菌具有良好抑制效果的新型杀菌剂，本研究利用表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance，SPR）与高效液相色谱-质谱（High Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，HPLC-MS）相结合的方法，鉴定得到了其在Xoo中的可能作用靶点，Tn-seq联合分析表明辛菌胺的作用靶点为Xoo的必需基因。这些靶点也可为后期开发抑制黄单胞属细菌的杀菌剂提供依据。本研究还结合实时荧光定量PCR（Quantitative Real-time, qRT-PCR）的数据分析了一些杀菌剂的作用机制一直未被阐明的原因，Tn-seq、SPR和HPLC-MS三者结合来研究和验证杀菌剂的作用机制也是本研究中提出的一种新的方法。本研究构建的转座子插入文库也将为Xoo在寄主植物中的生存策略以及识别与Xoo适应度相关的未知基因等研究提供参考。总之，本研究促进了对黄单胞菌的认识，为防治水稻白叶枯病等由黄单胞菌引起的病害提供了新的视角，为今后对黄单胞菌的研究奠定了基础。

开发高活性、环境友好的绿色新农药是保护农作物健康和食品安全的重要手段。为了发现新的候选杀菌剂，本研究论文采用Pictet–Spengler反应制备了一系列新颖的1,2,3,4-四氢-β-咔啉（THC）衍生物，并评估了其对水稻白叶枯病菌（Xoo）、柑橘溃疡病菌（Xac）和猕猴桃溃疡病菌（Psa）的离体和活体生物活性。结果表明，大多数目标化合物对三种植物病原细菌都表现出良好的生物活性。其中，化合物A₁₇对水稻白叶枯病菌和柑橘溃疡病菌表现出优异的抑菌活性，其EC₅₀值分别为7.27 mg mL^-1和4.89 mg mL^-1。化合物A₈对猕猴桃溃疡病菌显示出较好的抑制活性，其EC₅₀值为4.87 mg mL^-1。此外，在200 mg mL^-1浓度下，化合物A₁₇对水稻白叶枯病（52.67%）和柑橘溃疡病（79.79%）表现出优异的防治效果，化合物A₈对猕猴桃溃疡病的防治效果为84.31%。构效关系研究表明：THC的A环的C6位无取代基时有利于提高其抑菌活性；对于 THC的C环，当N2位是NH基团是有利于提高其抑菌活性；此外，THC的C环的NH位置引入长链可以增强其抗菌活性。通过大量的生物学实验验证，THC衍生物能扰乱细菌体内的氧化还原系统，造成细菌活性氧的爆发和细胞膜的破坏，最终导致细菌的死亡。上述的研究工作为以THC为活性骨架的新型杀菌剂创制提供了重要参考。

炭疽病是大豆最重要的病害之一，平头炭疽菌和胶孢炭疽菌是其最主要的病原菌。啶氧菌酯属于QoI类杀菌剂，常用于作物炭疽病的防治。然而，我国大豆平头炭疽菌和胶孢炭疽菌对啶氧菌酯的敏感性、抗性风险和抗性分子机制尚不清楚。本研究建立了大豆平头炭疽菌和胶孢炭疽菌对啶氧菌酯的敏感基线，采用室内药剂驯化的方法诱导抗性突变体，并测定抗性突变体的适合度和交互抗性，同时比较分析抗性突变体和敏感菌株的cyt b基因cDNA序列，进一步利用分子对接明确敏感菌株和突变体Cyt b蛋白与啶氧菌酯的结合力。结果表明：供试的128株平头炭疽菌和121株胶孢炭疽菌对啶氧菌酯的EC₅₀值频率分布呈连续单峰曲线，平均EC₅₀值分别为0.7740和1.1561 μg mL^-1，该平均EC₅₀值可作为相对敏感基线监测未来田间大豆平头炭疽菌和胶孢炭疽菌对啶氧菌酯的敏感性变化。分别筛选获得11株平头炭疽菌和6株胶孢炭疽菌的抗性突变体，其EC₅₀值分别为5.40–152.96 µg mL^-1、13.53–28.30 μg mL^-1。抗性突变体在分生孢子的产生、萌发和致病性方面表现出与亲本菌株相似或更高的生存适合度。啶氧菌酯与吡唑醚菌酯之间存在交互抗性，而与氟啶胺、苯醚甲环唑及丙环唑之间无交互抗性。平头炭疽菌7株高抗突变体（RF > 100）cyt b基因427位碱基由G突变为A，所编码的Cyt b蛋白143位由甘氨酸（G）突变为丝氨酸（S），4株中抗突变体（RF < 50）cyt b基因409位碱基由G突变为A，所编码的Cyt b蛋白137位由甘氨酸（G）突变为精氨酸（R）。分子对接验证发现G143S和G137R突变是平头炭疽菌对啶氧菌酯产生抗药性的主要机制。胶孢炭疽菌抗性突变体cyt b基因未发生突变。温室试验结果表明，啶氧菌酯不能有效地防治高抗突变体，对中抗突变体的防效也显著下降。总之，G143S和G137R是大豆平头炭疽菌对啶氧菌酯产生抗药性的主要机制，大豆平头炭疽菌和胶孢炭疽菌对啶氧菌酯的抗性风险为中至高等，生产中应对QoI类杀菌剂实施抗性监测，并采取有效的抗性管理策略。

玉米是重要的粮、饲、经兼用型作物，在全世界广泛种植。2011年，在甘肃省灵台县和临洮县玉米植株上发现了一种新的叶部病害。病菌侵染玉米叶片后，叶尖和叶缘处呈现不规则的褪绿病变，病斑向内扩展变褐，导致半叶或全叶枯死，其上散生大量黑色点状子实体。近年来，该病害已从甘肃扩展到周边宁夏的整个县区、陕西的部分区域及内蒙古的呼和浩特，且危害程度逐年加重，对我国西北春玉米产业的健康发展已构成严重威胁。为明确玉米新发病害叶枯病的病原菌种类，并筛选出有效的防治药剂，本研究于2018年—2020年自甘肃省和宁夏回族自治区123个村镇采集具有典型叶枯病症状的玉米叶片，分离和纯化后获得245株培养性状一致的菌株，通过形态学特征、多基因序列分析和致病性测定，确定了引起玉米叶枯病的病原菌，并采用菌丝生长速率法测定了该病原菌对6种杀菌剂的敏感性。对病原菌进行传统的形态学观察，病原菌的菌落形态、有性和无性形态与真小孢帽属真菌较为相似；通过ITS、SSU、LSU、TEF和TUB多位点系统发育分析发现病原菌与鸭茅真小孢帽菌（Eutiarosporella dactylidis）聚为一类。根据不同地理来源，12株代表菌株接种后出现的病害症状与田间表现一致，供试菌株的致病力无明显差异。供试药剂中，咯菌腈和多菌灵对E. dactylidis菌丝生长的抑制作用最强，EC₅₀值分别为0.0063 ± 0.0013μg mL^-1和0.0260 ± 0.0035 μg mL^-1。本研究首次报道了E. dactylidis是引起玉米叶枯病的病原菌，咯菌腈和多菌灵可有效抑制病菌菌丝生长。研究结果将为玉米真小孢帽菌叶枯病病害诊断和科学防控提供依据。

由黑腐球壳菌（Didymella bryoniae）引起的西瓜蔓枯病是西瓜上的重要病害，严重影响西瓜的产量和品质。目前针对西瓜蔓枯病菌的防治依然是以化学防治为主，琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂（SDHI）氟吡菌酰胺已登记用于防治西瓜蔓枯病多年，但田间菌株对氟吡菌酰胺的敏感性是否有变化及其抗性风险尚未知晓。因此本研究在有氟吡菌酰胺用药历史的田间分离获得69株西瓜蔓枯病菌，采用菌丝生长速率法测定了其对氟吡菌酰胺的敏感性，结果表明，氟吡菌酰胺对69株西瓜蔓枯病菌的有效抑制中浓度（EC₅₀）为0.0691 到 0.3503 μg mL^-1，变异系数为5.07，平均EC₅₀为0.1579 ± 0.0669 μg mL^-1，敏感性基线为单峰曲线，田间未发现氟吡菌酰胺的抗性菌株；氟吡菌酰胺对西瓜蔓枯病菌的最低抑制浓度（MIC）为3 μg mL^-1。通过药剂驯化获得了6株氟吡菌酰胺抗性突变体（2株中抗和4株低抗）且抗性均可稳定遗传；与出发菌株相比，所有抗性突变体生长速率显著下降而绝大部分突变体菌丝干重无显著变化，对不同胁迫因子的敏感性显著上升；除了低抗菌株XN51FR-1与出发菌株致病力一致外，其他抗性突变体的致病力均显著下降，以上结果说明抗性突变体的适合度低于出发菌株。氟吡菌酰胺抗性突变体与本研究中的6种SDHI类杀菌剂均存在正交互抗性，而与不同作用机制的杀菌剂氟啶胺和戊唑醇不存在交互抗性。综上，西瓜蔓枯病菌对氟吡菌酰胺的抗性风险为中等。序列比对发现低抗菌株XN30FR-1琥珀酸脱氢酶B亚基（sdhB）存在3个新的氨基酸点突变，分别为K258N、A259P 和 H277N，中抗菌株XN52FR-1 也存在H277N的点突变，其他抗性菌株不存在点突变。本研究明确了田间西瓜蔓枯病菌对氟吡菌酰胺的敏感性，评估了其抗性风险，对SDHI类杀菌剂在蔓枯病防治上的应用、延缓抗性的产生及延长药剂的使用寿命具有重要的指导意义，同时也为蔓枯病菌对SDHI类杀菌剂的抗性机制研究提供理论参考。