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本研究以专性寄生菌黄瓜霜霉病菌(Pseudoperonosporacubensis(Berk.etCert.)Rostr.)为靶标菌,探讨其不同发育阶段对烯肟菌酯的敏感性,确定了烯肟菌酯对黄瓜霜霉病菌的毒力测定方法,并建立了黄瓜霜霉病菌对烯肟菌酯的敏感基线;进行了该病原菌对烯肟菌酯的室内抗性风险评估及田间抗药性检测;研究了黄瓜霜霉病菌对烯肟菌酯产生抗药性的分子机制,由此建立了抗药性菌株的分子检测方法。获得以下研究结果:
1.黄瓜霜霉病菌不同发育阶段对烯肟菌酯的敏感性结果表明,烯肟菌酯对黄瓜霜霉病菌的休止孢萌发没有抑制作用,对黄瓜霜霉病菌的游动孢子释放、游动孢子游动、芽管伸长、菌丝扩展、孢子囊梗形成、孢子囊产生均有抑制作用,而且对黄瓜霜霉病菌的孢子囊释放、游动孢子游动和芽管伸长有显著的抑制作用。基于药剂对菌丝生长有抑制作用,对休止孢的萌发没有影响,并综合考虑试验方法的可操作性和稳定、准确性,推荐使用叶碟保湿法测定烯肟菌酯对菌丝扩展的EC50,以建立霜霉病菌对烯肟菌酯的敏感基线。
2.从北京、天津、内蒙古、湖北等未使用过烯肟菌酯和同类杀菌剂的黄瓜栽培地采集52株黄瓜霜霉病菌,采用叶碟保湿法测定其对烯肟菌酯的敏感性。结果表明,EC50分布于0.0030μg/ml-0.0313μg/ml之间,平均EC50为(0.0101±0.0031)μg/ml。不同菌株对烯肟菌酯的敏感性频率分布呈连续单峰曲线,接近正态分布,尚未出现敏感性下降的抗药性群体,因此可以采用供试菌株的平均EC50作为黄瓜霜霉病菌对烯肟菌酯的敏感基线,并用于田间抗药性监测。
3.室内抗药性风险评估表明,采用紫外诱变和药剂驯化的方法诱导均可获得抗烯肟菌酯的突变体,EC50分布于1.0-5.0μg/ml,抗药性指数为80~502倍。其中紫外诱变方法较药剂驯化方法更易于获得抗药性突变体,且其抗性水平高于药剂驯化方法。部分生物学性状研究显示,突变体的抗药性状稳定,其致病力、适合度和竞争力与亲本敏感菌株相比没有明显差异或优于亲本菌株。烯肟菌酯与腈嘧菌酯之间存在正交互抗药性,与氟吗啉、霜脲氰和甲霜灵之间均无交互抗药性。综合分析表明,黄瓜霜霉病菌对烯肟菌酯具有较高的抗药性风险,在田间自然情况下抗药性菌株可能形成优势菌群,建议生产上应将烯肟菌酯与其它无交互抗性的药剂交替使用或混合使用,以避免或延缓抗药性的产生。
4.田间抗药性监测试验表明,随着施药次数的增加,黄瓜霜霉病菌对烯肟菌酯的敏感性略有下降,试验中监测发现两株低抗药性菌株,抗性倍数分别为4.76、3.84。
5.病原菌抗药性分子机制研究结果表明,与敏感菌株线粒体Cytb基因部分氨基酸序列比对,田间低抗菌株氨基酸序列中77位由Leu突变为Met(L77M);室内抗药性突变体CR1,CR4,CR6氨基酸突变位点相同,均为氨基酸序列的113位由Ala突变为Gly(A113G),143位由Gly突变为Ala(G143A)。在Cytb基因片段中,143位氨基酸发生突变的抗性菌株的核苷酸序列是GCTGC,为Fnu4HI的酶切位点。进一步通过生物信息学技术分析了药剂靶标位点Cytb基因结构,结果表明L77和A113均不在烯肟菌酯的结合区域内,而且这两个氨基酸的突变也没有使Cytb基因结合区域的结构发生明显的变化,因此推测黄瓜霜霉病菌线粒体中Cytb基因的143位氨基酸的突变是靶标菌对烯肟菌酯产生抗性的主要原因。
6.建立了抗药性菌株的分子检测方法。采用AS-PCR和CAPS方法进行抗药性菌株的检测,可获得与传统生物测定方法相同的检测结果。与传统方法相比,分子检测方法可缩短检测时间、提高检测效率,因此可作为田间抗性菌株早期诊断的理想方法。