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三唑类杀菌剂Folicur与Caramba对小麦赤霉病和条锈病防治效果及机理的研究

韩青梅  
【摘要】:小麦赤霉病与小麦条锈病是小麦上的两大重要病害,种植抗病品种是防治两种病害最经济有效的措施。但是,我国小麦生产上推广的小麦品种对赤霉病的抗性程度较低,往往难以抵抗病原菌的侵染危害;同时由于条锈菌生理小种的毒性变异频繁及新毒性小种的不断出现,使得小麦品种抗条锈性易于丧失,所以在气候条件适宜病害发生和品种抗锈性丧失的情况下,化学防治仍然是行之有效的重要措施之一。自20世纪70年代以来,我国对赤霉病的防治主要以多菌灵为主要药剂,对条锈病的防治主要以应用粉锈宁为主。由于长期使用单一药剂,使得病原菌容易产生抗药性,所以寻找替代多菌灵的化学药剂势在必行。最近欧洲及美洲的一些国家、地区的试验表明新型的三唑类杀菌剂Folicur和Caramba对小麦赤霉病有良好的防效。然而,这两种药剂是否可用于我国小麦主要病害的防治,目前国内尚未见相关的报道。为此,本研究采用室内外测定相结合的方法,首先对新型三唑类杀菌剂Folicur和Caramba对小麦赤霉病的防治效果进行了系统研究;随后采用生物电镜和细胞化学技术系统研究了Folicur防治小麦赤霉病的作用机理;同时还研究了两种药剂防治小麦条锈病的效果及其防病机理。本研究取得了以下主要结果: 1.试验证实杀菌剂Folicur和Caramba能有效地防治小麦赤霉病,可作为杀菌剂多菌灵的替代药剂。通过三年的室内和田间试验,发现Folicur与Caramba不仅能降低田间小麦赤霉病的发病程度,而且能减少小麦籽粒中赤霉菌毒素—脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的含量。田间试验结果表明,Folicur与Caramba 分别能使小麦赤霉病病情减少70-80%和68-83%;籽粒中毒素含量减少64-82%和42-88%;增加产量8-22%和11-14%。同时发现对小麦条锈病和其它小麦叶部病害也有明显的防效,用药量少,持效期长,是目前小麦病害防治的理想药剂,可以替代生产上常用的多菌灵与粉绣宁。Folicur与Caramba在小麦病害综合防治中的推广使用,可达到一药多防的目的,并且还可降低成本和减少对环境的污染。 2.从细胞学和分子细胞学水平揭示了杀菌剂Folicur对小麦赤霉病菌—禾谷镰刀菌生长发育的作用机理。研究发现,Folicur不仅对禾谷镰刀菌菌丝的生长有强烈的抑制作用,而且对菌丝的形态和结构也具有明显的致畸作用,同时对禾谷镰刀菌的产毒能力及菌丝细胞壁的组成物质几丁质和β-1,3葡聚糖也有明显的影响。药剂处理后菌丝出现不规则的肿胀和过度分枝现象,菌丝细胞壁不规则加厚,尤其是菌丝顶端部位加厚更加明显;菌丝细胞分隔增加,隔膜畸形;菌丝细胞内液胞增多、增大,脂质颗粒累积;菌丝细胞质最终坏死,并且坏死菌丝内有时可形成新的菌丝(即子菌丝)。 WP=5 新形成的子菌丝通常也表现出一系列不正常的变化,如细胞壁的不规则加厚、细胞质的坏死和再度形成新的菌丝;菌丝细胞中镰刀菌毒素DON的含量明显减少;菌丝细胞壁中沉积的几丁质和β-1,3葡聚糖明显高于对照菌丝细胞壁。 3. 采用细胞学和分子细胞学方法揭示了杀菌剂Folicur对小麦赤霉病的防病机理。研究发现Folicur对禾谷镰刀菌分生孢子的萌发无明显影响,但可推迟孢子萌发,主要对孢子萌发后产生的芽管或菌丝有明显的致畸作用,使其不能侵入寄主,达到预防病害的目的。接种后施药处理的观察结果表明,小麦穗部组织中原有病菌菌丝的生长受到强烈的抑制,使其形态和结构发生如上所述的一系列变化,菌丝细胞质最终坏死,使得病菌菌丝在寄主组织内不能继续扩展,而达到治愈的效果。被侵寄主组织中毒素含量的下降主要是由于病原菌菌丝的生长受抑和菌丝细胞中毒素DON合成受抑所致。 4. 从细胞学和分子细胞学水平阐明了杀菌剂Folicur对小麦条锈病的防治机理。研究发现Folicur可直接作用于小麦条锈菌,使其形态和结构发生明显的改变,这些变化包括菌丝细胞壁和吸器壁的不规则加厚;细胞中液泡数量增加、原生质解体、坏死;吸器外间质增厚,并累积有大量染色较深的物质;吸器畸形坏死。同时首次证实杀菌剂Folicur也可间接地通过诱导寄主产生结构和生物化学防卫反应来抵抗病原菌的危害。与菌丝细胞接触的寄主细胞壁明显加厚,寄主细胞形成的吸器鞘可将吸器完全包围起来。杀菌剂Folicur处理的寄主组织中木质素、几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶的含量比对照寄主组织有明显的提高。 以上研究结果为有效地防治小麦赤霉病及其它小麦病害提供了新的技术和措施,为这些新药剂在田间大面积使用提供了重要的理论依据,同时也为杀菌剂作用机理的研究提供了新的思路和研究方法。


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