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申嗪霉素对水稻白叶枯病菌和油菜菌核病菌的生物学活性及抗性风险评估

郑文君  
【摘要】:申嗪霉素(吩嗪-1-羧酸)是由上海交通大学许煜泉教授课题组从假单胞菌株M18(Pseudomonas sp. M18)的次生代谢物质中分离提取出的新型微生物源农药。申嗪霉素对水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)和油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)生长具有强烈的抑制活性,显示其对防治水稻白叶枯病和油菜菌核病具有良好的应用前景。 测定了申嗪霉素对不同分类地位的14种重要植物病原菌的抗菌活性,结果表明申嗪霉素对水稻白叶枯病菌(X. oryzae pv. oryzae)的繁殖具有极强的抑制活性,申嗪霉素对水稻白叶枯敏感菌株ZJ173的EC50值为0.065μg/ml,而链霉素对ZJ173的EC50为0.03μg/ml,相对毒力指数为45.9。申嗪霉素对水稻细菌性条斑病菌(X. oryzae pv.oryzicola)、油菜菌核病菌(S. sclerotiorum)和灰霉病菌(Botrytis cinerea)也有很高的抑菌活性,EC50值分别为3.335μg/ml、3.123μg/ml和4.663μg/ml.但是申嗪霉素对测定的其他9种子囊菌、半知菌、卵菌和细菌的抗菌活性较低。在离体条件下申嗪霉素抑制灰霉病菌菌丝生长与防治灰霉病的常规杀菌剂多菌灵无交互抗性。 采用浊度法测定了从江苏、安徽和云南三省采集分离的61个水稻白叶枯病菌菌株对申嗪霉素的敏感性,结果表明自然界野生敏感菌株对申嗪霉素的敏感性存在差异。申嗪霉素对61株水稻白叶枯病菌菌株生长抑制的中浓度EC50值变化范围是0.013~0.336μg/ml,平均EC50值为0.110±0.006μg/ml。申嗪霉素抑制水稻白叶枯病菌的最低抑制浓度(MIC)12.5μg/ml,对水稻白叶枯病菌的生长表现出强烈的抑制活性。 活体盆钵试验显示申嗪霉素对水稻白叶枯病具有良好的保护作用,其效果随药剂处理剂量增加而提高。当处理的药剂浓度为200μg/ml时.抑制叶片发病的效果可达78.91%。但是,当接种水稻白叶枯病菌24 h后用申嗪霉素喷雾处理,治疗效果较差。虽然随着药剂浓度增加,其防治效果也有所提高,但与保护作用相比,其治疗作用明显偏低。因此,初步探明申嗪霉素对水稻白叶枯病具有良好的保护作用,但治疗作用不理想。 申嗪霉素对水稻细菌性条斑病菌也有较高的抑制活性。申嗪霉素抑制病菌生长的平均EC50值为3.630±0.401μg/ml,高于抑制白叶枯病菌的EC5(,均值(0.110±0.006μg/ml)约33倍。研究了申嗪霉素在田间防治水稻细菌性条斑病的效果,结果表明300g a.i./hm2申嗪霉素对病害的防治效果为48.96%,防效较差。虽然水稻白叶枯病菌和水稻细菌性条斑病菌在分类地位上是同一个种的不同专化型.但是申嗪霉素对这两种病原菌的室内毒力和田间防效表现了很大差异,只对水稻白叶枯病具有潜在的防治价值。 申嗪霉素在水稻叶片上的输导性实验结果表明,该药在同一张叶片上仅表现为向上输导,处理部位以下几乎没有防效。 通过药剂驯化和紫外诱导方式获得了24个水稻白叶枯病菌对申嗪霉素的抗药性突变体,抗性频率在53×10-8-7.9×10-8之间。但是,大多数抗药性突变体丧失了致病性,只有两个突变体在水稻上仍然保持致病性,其致病力与出发菌株相比无显著差异。申嗪霉素抑制这两个突变体的EC50值分别为1.215μg/ml和1.304μg/ml,抗药性水平20倍左右。以上结果表明水稻白叶枯病菌对申嗪霉素的抗性突变频率较低,抗药性水平中等,特别是大部分抗药性突变体丧失致病性,适合度低。因此,本研究认为水稻白叶枯病菌对申嗪霉素的抗药性风险较低。 本研究还测定了油菜菌核病菌对申嗪霉素的敏感性。申嗪霉素对测定的51个油菜菌核病菌菌株的菌丝生长平均EC50为3.305±0.775μg/ml,并且与防治油菜菌核病的常规杀菌剂多菌灵、菌核净无交互抗性。通过离体叶片和田间药效试验表明,申嗪霉素防治油菜菌核病的效果随处理剂量增加而提高。200μg/ml申嗪霉素处理时,抑制离体叶片发病的效果可达到67.08%,在田间防治菌核病的效果可达83.29%,优于对照药剂异菌脲。因此,笔者认为申嗪霉素具有用于防治油菜菌核病及治理多菌灵抗性的应用前景。


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