ABC转运蛋白BcatrB介导灰葡萄孢对嘧霉胺抗性的分子机制研究

　　为解决灰葡萄孢(Botrytis cinerea)对嘧霉胺(pyrimethanil)抗性机制不明的问题，中国医学科学院药用植物研究所团队通过转录组学分析发现ABC转运蛋白BcatrB在抗性菌株中显著上调43.2-53.8倍，分子对接揭示其通过范德华力、疏水相互作用等与嘧霉胺稳定结合，而甲硫氨酸生物合成途径贡献有限。该研究为开发新型杀菌剂靶点提供理论依据，对人参等重要经济作物病害防控具有重要实践意义。

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灰葡萄孢(Botrytis cinerea)作为全球最具破坏性的植物病原真菌之一，每年给农业生产造成数十亿美元损失。在中国长白山人参主产区，这种真菌引起的灰霉病已成为威胁人参(Panax ginseng)产业可持续发展的重大障碍。尽管上世纪90年代推出的嘧霉胺(pyrimethanil)等苯胺嘧啶类(AP)杀菌剂曾有效控制病害，但近年来田间抗性菌株比例已高达70%，且抗性机制尚未完全阐明。中国医学科学院药用植物研究所李勇团队在《Scientific Reports》发表的研究，通过多组学方法揭示了ABC转运蛋白BcatrB介导嘧霉胺抗性的分子机制。

研究采用Illumina高通量测序对嘧霉胺抗性(HRG21)和敏感(FSG43)菌株进行转录组分析，结合qRT-PCR验证和分子对接模拟。从辽宁桓仁和吉林抚松人参病叶分离菌株，测定EC₅₀后分别用10.12μg/mL和0.15μg/mL嘧霉胺处理2/6小时，构建8个RNA-seq样本组。通过GO/KEGG富集分析筛选差异表达基因(DEGs)，利用AlphaFold2预测蛋白结构并进行LibDock分子对接。

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"Pyrimethanil诱导的DEGs分析"显示，抗性菌株HRG21在6小时处理组检测到687个DEGs，显著多于敏感菌株。ABC和MFS转运蛋白基因在HRG21中普遍上调，而在FSG43中则下调，其中BcatrB表达量最高达对照组的53.8倍。"转运蛋白基因表达谱验证"通过qRT-PCR证实，除BcatrB外，BcatrD、Bmr3等ABC转运蛋白及Bchex1等MFS转运蛋白在抗性菌株中均显著上调，构成多药耐药(MDR)表型。"分子对接分析"揭示BcatrB通过ARG80、PHE236等残基与嘧霉胺形成稳定结合，涉及范德华力、π-π堆积等相互作用。"甲硫氨酸的毒性缓解效应"实验表明外源甲硫氨酸仅能部分缓解敏感菌株的嘧霉胺毒性，且甲硫氨酸生物合成相关基因(BcmetC、BcStr2等)的氨基酸序列在抗/感菌株间无变异。

讨论部分指出，该研究首次系统证实ABC转运蛋白BcatrB是灰葡萄孢嘧霉胺抗性的核心介质，其过表达导致的药物外排作用远重于甲硫氨酸生物合成途径的改变。这一发现突破了传统认为AP类杀菌剂仅通过抑制甲硫氨酸合成起效的认知，为开发靶向转运蛋白的增效剂提供新思路。值得注意的是，虽然转录因子Mrr1曾被推测调控BcatrB，但本研究未发现其表达差异，提示存在未知调控机制。研究还建立了可靠的分子对接模型，为后续抑制剂设计奠定基础。这些发现对延缓杀菌剂抗性发展、保障人参等药用植物安全生产具有重要价值，也为其他植物病原真菌的抗性机制研究提供了方法学参考。

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