植物病原真菌的抗药性与杀菌剂的混配

植物病原真菌的抗药性与杀菌剂的混配 4第六届全国农药交流套论文集 植物病原真菌的抗药性与杀菌剂的混配 成家壮 (广州市化学工业研究所(广州 510430) 在植物病害的综合治理中，施用杀菌剂仍然是相当重要的手段和 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 。有学者曾经指出，在现有的条 件下，如果没有杀菌剂，世界上的作物将有一半不能栽种。这说明在植物病害的控制中，杀菌剂是不可缺 少的。实际上，生产力水平越高的国家，对杀菌剂的需求量也越大。例如，美国、英国、法国、德国、意 经大利和日本等都是世界上使用杀菌剂较多的国家。在我国，由于近年农作物品种结构发生了显著的变化， 济作物如蔬菜、果树、花卉及观赏植物种植面积迅速扩大，复种指数也比较高，病害的发生比较普遍和 严重。因此，杀菌荆尤其是内吸杀菌剂的应用越来越广泛。 l植物病原真菌对内吸杀菌剂抗性的状况 植物病原真菌在内吸杀菌剂出现之前就已发生抗药性问题。早在1955年就有人报道在实验室试验发 现梨黑星病菌对抗霉素A产生抗性;而发现抗性的典型事例则是以芳香族的联苯处理采收后的柑桔，而致 使具有抗性的青霉菌菌株普遍存在;苹果黑星病菌对多果定的抗性是在美国东北部某些地区连续十多年使 用之后出现的，但其影响仍然有限;1968年荷兰引进甲茵定(羟基嘧啶化合物)防治黄瓜自粉病，很快于 1970年春季就发现了自粉病菌对甲菌定的抗性菌株。到目前为止，已有上百种植物病原真菌对不同的杀菌剂产生了不同程度的抗药性。 最为瞩目的是因应用苯并咪唑类杀菌剂而带来的抗药性问题。自从1969年报道黄瓜白粉病菌对苯菌 灵出现抗性之后，1971年又有报道仙客来上的灰霉菌出现抗苯菌灵菌株，抗性菌株在含有10000 ppm苯 灵的培养基上也能生长，与之相比较，敏感菌株在含有0(5 ppm苯茵灵的培养基上就不能生长了，其菌严重 性可见一斑。随后，美国和西欧的苹果、葡萄及菜豆上的灰霉菌都出现明显的抗药性;还有报道青霉菌、 炭疽菌、尾孢属以及核盘菌等病原真菌都存在抗性菌株。其中，有些靶标真菌产生抗药性突变的菌株通常 表现出抗药性指数高，出现的频率高，且出现抗药性的时间短的特点。问题的严重性还在于对某种苯并咪 唑类药剂具有抗性的菌株，对其它的所有苯并咪唑类药剂也产生交互抗性。并且，一且抗性菌株的数量在 大片作物种植区内占有优势以后，多年之内再度使用苯并咪唑类药剂一般都将无效或效果甚微。事实上， 本来药效优异的苯菌灵应用没有多少年，因抗性而丧失药效的报道也随之出现了。据报道已有近50种病 原真菌对苯菌灵产生了较高的抗性，并且，与苯菌灵同属苯并咪唑类的多菌灵、噻菌灵等杀菌剂之间亦存 在着较严重的交互抗性。这无疑给新杀菌剂品种的研究和开发带来了更大的困难。 还得指出的是，卵菌对苯基酰胺类的内吸杀菌剂的抗药性亦相当严重。1977年由瑞士汽巴—嘉基公司 开发生产的甲霜灵(Mejalax91)是该类药剂的典型代表，用以防治包括疫霉菌在内的卵菌所致植物病害具 有较强的内吸输导、治疗和保护作用以及持效期长等优良特性。但使用不久，一些地方相继报道抗药性发 生的事例:以色列1978年用该药剂防治黄瓜霜霉病，1979年出现高达500倍以上的抗药性;最早甩该药 防治马铃薯晚疫病的荷兰和爱尔兰等地，同年亦出现了防治失败，而引发晚疫病的大流行的情形;随后在 欧洲的其他一些国家以及美洲、中东等地都发现了疫霉菌的抗性菌株。在我国，王文桥等曾报道北京、河 北等地黄瓜和葡萄霜霉病菌对甲霜灵产生了较高水平的抗药性。此外，刘国容等还报道以活体测定，黄瓜 霜霉菌和致病疫霉对甲霜灵的抗药性分别高达2404倍和12495倍。并且，对甲霜灵出现抗药性的卵菌通 常对同类药剂恶唑烷酮都产生交互抗药性。 优秀论文 白粉病菌抗药性的发生相当普遍，且也很严重。 以为害瓜类的白粉病菌为例，由于病原菌对苯并咪唑 类药剂产生抗药性致使药效下降进而改用甾醇抑制剂三唑酮防治，初期效果亦相当显著，可是好景不长? 有报道美国于1984年注册使用该药后3年便发现药效明显降低，在欧洲亦出现相类似的情形。目前，瓜 类自粉病菌对几大类杀菌剂如苯并咪唑类、甾醇抑制剂类、嘧啶类、甲氧基丙烯酸酯类和苯氧基喹啉类都 存在抗药性菌株并迅速地发展成抗性群体。研究结果还显示，同类杀菌剂之间存在交互抗性;而一些抗性 菌株则同时对几类杀菌剂都产生了抗性。 禾谷类白粉病菌对三唑类杀菌剂的抗药性也相当突出。在欧洲，20世纪80年代初便有报道。随后在 九十年代中期又相继报道对吗啉类和呱啶类杀菌剂的抗药性;而1998年还报道在德国新近推出的甲氧基 丙烯酸酯类杀菌剂亦已获得小麦自粉病菌的抗药性菌株。在我国，从20世纪80年代初开始长期单一使用 兰唑酮大面积防治小麦自粉病。到90年代初有报道山东烟台发现抗性为4—7倍的菌株;喻大昭在湖北 1996,1997年监测到个别菌株抗性水平竟高达370倍;中国农科院植保所对1995,1998年采自山东、河 南、河北、扛苏、贵州和北京等地的样本测定结果表明，大多数菌株的抗药性比敏感菌株高10,40倍， 抗性菌株出现频率在一些地区有明显上升趋势。 2影响病原真菌抗药性形成的因素 病原真菌对内吸杀菌剂抗性的产生是由于病原真菌群体内本来存在少数自然抗性的菌株，经过一段时 间，尤其是在药剂的选择压力下的繁殖，数量逐渐增多，使整个群体对药剂的敏感度下降，形成抗性种群，显示出一个微进化过程。并且，病原真菌抗性种群的形成和发展又是一个受许多因素影响的相当复杂的动 态过程。 2(1药剂因素 药剂是引致病原菌产生抗药性的主要因素。长时期单一使用专化性杀菌剂，病原菌在药剂的选择压力 下，敏感菌株不断被汰除，而留下具有抗药性的菌株，如此不断循环往复，就产生抗性种群。显然，药剂 的选择压力越大，抗药性越容易产生。选择压力大小受药剂使用浓度和使用方法等影响，并与抗性菌的生 存适应能力相联系，情况较为复杂。此外，持久性好的药剂或者不问断地用药，都会有利于田间抗性群体 的形成。还必须指出的是，某些作用于遗传因子的药剂容易诱导病原菌抗性突变，例如苯并咪唑类杀菌剂 可诱导灰霉菌使之出现抗性菌株。 2(2病原真菌的生物学特性 植物病原真菌对杀菌剂的抗药性是由遗传基因控制的。抗性基因位于细胞质遗传因子(胞质基因)控 制对少数药剂如甲氧丙烯酸酯类药剂的抗性;而病原真菌对大多数杀菌剂的抗性则是由细胞核染色体基因 控制的，这其中又分为主效基因控制的抗药性和微效多基因控制的抗药性。病原真菌对苯并咪唑类、羟基 酰胺类、苯酰胺类、芳烃类以及二甲酰亚胺类等药剂的抗性通常为主效基因控制;而嘧啶类、甾醇合成抑 制剂等则多为微效多基因控制的抗性。对主效基因控制的抗药性，田问一旦出现抗性个体，在药剂的选择 压力下。数量迅速增加，并在整个群体中的比例会很快上升，以致在短时问内可能失去防效a而对微效多 基因控制的抗药性，短时间内药剂不会很快失去防效，但整个病原菹群体对药剂的敏感性逐渐降低，敏感 群体不断减少。 病原真菌对杀菌剂的抗性除与病原菌的遗传学特性有关之外，与孢子数量、产孢能力、孢子传播速度、 侵染阀限亦等密切相关。例如疫霉菌、自粉病菌及稻瘟病菌等病原真菌的生活周期短，一个生长季节可繁 殖多代，且繁殖率高，孢子数量多，并可借助空气流动大范围传播，对寄主植物进行多次重复侵染，病害 的潜育期短，发展迅速，通常一个生长季节要多次施药才能得到有效的控制，药剂的选择压力大，因此容 易在田间出现抗药性。相反，有些病原真菌，例如大麦眼斑病菌(Pseudocerorella sp。)产孢量少，病菌 传 播速度慢，侵染阀限高，且病原菌易于躲在病残体、土壤和茎基部而避开了药剂的打击，加之施药次数 少，每一生长季节只要喷施1-2次药即可收到效果，药剂的选择压力也低，因此即使用抗性风险高的苯并 咪唑类的多菌灵防治亦难以产生抗药性。还必须指出，病原真菌的抗药性突变体对环境的适应性及其与敏 第六届全国农药交流套论文集 感菌的生存竞争能力，也是一个影 响抗药性形成的重要因素。不过，通常情况下抗性突变体的生物性状与 敏感菌无显著差异，即有较大的适合度，因而常常会在田间发展成为优势种群而导致抗性的产生。 2(3环境因素 在田问，病院菌抗药性的形成受环境因素的影响大多是间接作用，但却是多方面的。环境条 件一方面 影响病原菌的生长、繁殖及其对寄主植物的侵染以及病害的发生和流行;另一方面影响杀菌剂的喷施效果， 菌当药剂在田间植物株冠层中的分布不均匀时，就会给病原菌提供了“田间选择压力”;与此同时亦影响杀 剂的剂量转移，尤其是影响药剂在植物表面的展布，粘附力、耐雨水冲刷能力以及沉积物的有效再分布， 从 而影响向病原菌的剂量转移及防治效果。正是由于各种生态环境的综合作用而引致不同地区和不同年份的抗性菌系的明显差异。有 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 说明，在田间，抗性菌系的增加量各年不同，甚至一年中的不同季节亦有 差异，这种变化每年都出现;此外，病原菌对某一种杀菌剂的群体抗性的发展，在同一作物的不同品种上 亦有所不同，并可明显地影响防治效果。这主要是由于抗药性菌系在不同作物品种上的致病力和繁殖率存 在较明显的差异，并影响其生命力和竞争能力。 由此可见，病原真菌对杀菌剂抗药性的形成受到药剂、病原菌以及环境条件三方面的影响，情况较为 复杂。在田间，有利于病原菌形成抗性群体的条件是:在一种重要作物上大面积、长时期连续使用专化性 强、持效期长的内吸杀菌剂;防治对象是发生于作物枝叶上的多次重复侵染的流行病;其病原菌繁殖能力 强，产孢量大，又具有有效的有性世代。 3病原真菌抗药性机制 目前，常用的内吸杀菌剂可干扰病原真菌的生物合成(如核酸、蛋白质、麦角 甾醇等合成)过程，影 响呼吸作用、生物膜结构以及细胞核功能等，都有专化的作用位点。而植物病原真菌对杀菌剂产生抗性的机制主要有三个方面:其一是病原真菌对杀菌剂的作用位点发生了变化，降低了药剂的亲和力。例如对苯 并咪唑类、苯酰胺类杀菌剂的抗性分别是病原真菌在相应的作用位点B-微管蛋白、mRNA聚合酶发生改变， 降低了药剂与作用位点的亲和力而表现出抗药性。其二是病原真菌细胞膜的结构及透性发生了变化，减少 了杀菌剂渗透入细胞的量。例如稻瘟病菌对稻瘟散的抗性、梨黑斑病菌对多氧霉素的抗性以及辣椒疫霉对 甲霜灵的抗性都是由于细胞膜的改变而降低了药剂渗透到细胞内的能力。其三是有些抗药性菌株能将杀菌 剂代谢成为无毒的化合物。例如稻瘟病菌可使稻瘟净分子中“A-C”键断裂使之失去毒力;尖镰孢菌可将 五 氯硝基苯代谢成毒力很低的五氯苯胺和五氯苯硫甲酯;抗三唑酮的菌株具有阻断三唑酮代谢成三唑醇的 作 用而使其毒力下降。从以上可见，不同的病原真菌对杀菌剂具有不同的抗性机制;病原真菌抗药性机制 与 杀菌剂的作用机制有联系，但并不是简单的逆反作用。显然，抗性机制的深入研究有助于制定克服抗性 的策略和措施。 4病原真菌抗药性的综合治理 4(1病原真菌抗药性的治理策略 从大量的研究资料说明，病原真菌对杀菌剂的抗性是能够减缓和克服的，在策略上必须强调预防。研 究开发的新药剂在进入市场之前应该进行病原菌抗药性风险评估和预测，以便及早采取预防措施。最好能 研究开发并推广应用具有多作用位点、低抗性风险、无交互抗性的新药剂;实行施用药剂与抗病品种相结 合，可减少用药次数，从而降低病原菌与药剂接触产生突变的机率;加强田间抗药性病原菌的监测，及时 评估不同用药方法和措施对抗药性的延缓作用，制定科学的抗药性治理策略。在杀菌剂使用方面，应及早 采取有效措施，避免病原真菌同单一杀菌剂长期接触，适当减少药剂的选择压力;一旦抗性菌群体形成， 并占据主导地位，则选择使用没有交互抗性的杀菌剂。 4(2合理用药延缓抗药性的发展 许多事实说明，在病原菌对杀菌剂产生抗性的地区，普遍存在长期单一 施用某一种药剂，而没与其它 类型杀菌剂交替使用或混用;大面积施用药剂，且一个作物生长季节连续多次施用;往往在病害发生初期 优秀论文 没有及时用药，而当病害已经相当严重，繁衍了 大量病原体才施用药剂;所有这些都大大增加了病原菌产 生抗药性突变的机率，并有利于抗药性群体的形成，因而都是需要避免的。 实践证明，合理用药，可以延缓病原菌抗药性群体的形成。如前所述，具有抗药性的通常是一些能在 一个生长季节形成多次重复侵染的流行病的病原菌，而对于这类复利型病害，在发病最初期，病菌很少的 情况下施药，不但有利于提高防治效果，并且减少病原菌与药剂的接触;混用和交替使用杀菌剂，可避免 连续单一大面积应用，在某种意义上达到限制用药之目的，无疑亦减轻具有抗性风险的杀菌剂对自然抗药 菌株的选择压力，延缓抗药性的发生和发展。 4(3发展混配剂是解决病原菌抗药性的有效途径 将具有不同作用机制的杀菌剂混用，或者混配新制剂产品使用，避免药剂作用位点单一，并互为补充， 协同增效，减少了单剂尤其是专化性内吸杀菌剂的用量，是克服和延缓病原菌抗药性产生和发展的一个有 效途径，大量的实践经验充分证明了这一点。例如，在美国东南部单独使用苯菌灵防治花生褐斑病，3,--4 个生产季节之后就出现高度抗性;而在得州，始终将苯菌灵与百菌清混用，长达9年仍未见抗性发生。多 硫(多菌灵?硫)悬浮剂应用于防治各类作物的自粉病菌、甜菜褐斑病、花生叶斑病等，在延缓抗药性， 提 协高药效方面都取得明显效果。杀菌剂混配，利用作用方式不同的杀菌剂存在作用位点的差异和相互问的 同作用，形成多作用位点的综合效应，提高了药效，扩大了应用范围，且降低了生产和使用成本，还可 延 长内吸杀菌剂的使用寿命。甲霜灵、恶唑烷酮分别与代森锰锌混配，除对卵菌外，还对其它许多病原真 菌 保有效。混配剂以代森锰锌为主，接近单剂用量，使之在植物表面形成一道对病原真菌的有毒的屏障，起 护作用;而形成侵染的菌体则又会受到内吸渗透到体内的甲霜灵或恶唑烷酮的抑制;两种不同作用方式 的 药剂相互协同，效果显著。并且，减少了病原菌接触药剂产生突变体的机率，从而有助于延缓抗药性的 发生和发展。 屠予钦等(2005)曾指出，农药混配本来是制剂研究开发的选择之一，但需要大量真正毒理学研究资料的支持，尤其是混配增效作用，更是如此。选择混配的通常是保护性广谱杀菌剂与内吸性杀菌剂两类不 同作用机制的杀菌剂，两者的配比，除需要测试混配剂有效组分相互(协同)作用比率(sR)之外，还必 须认真考虑田间的实际用药量。如果只想着增效作用比率，不顾有效成分实际需要用量，这样配制出来的 混剂，通常不能达到预期的效果。因为实际用药量不但影响药效，同时影响药剂的持效期，影响最终的防 病增产效果以及对延缓抗药性发展的作用。 作为混配杀菌剂，悬浮剂是一个比较好的剂型。以水为分散介质，颗粒细小，一般平均粒径为3,(tm左 右，分散性好，悬浮率高(通常990,)，展着性好，粘附在植物表面的能力强，耐雨水冲刷。同时，杀 菌悬浮液亦有助于药剂扩散渗透到植物细胞内以及通过蒸腾流的作用被植物体内吸和输导a因此，在田间 杀菌悬浮剂常常表现出良好的使用性能和显著的防病增产效果。 综上所述，植物病原真菌对杀菌剂，尤其是对内吸性杀菌剂的抗性已成为目前农业生产和农药工业所 面临的相当突出的问题，必须引起高度重视。抗药性的治理应该包括在作物病害的综合治理(IPM)之中? 人类可以通过合理使用杀菌剂和研究开发具有作用位点的新杀菌剂来延缓病原菌抗药性的发生和发展，以 至治理抗药性。 参考文献(略)