醚菌酯对植物病原真菌的生物活性及其作用机理研究

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醚菌酯是巴斯夫公司开发成功的第一个甲氧丙烯酸酯类杀菌剂产品,甲氧丙烯酸酯类杀菌剂具有杀菌活性高、杀菌谱广和环境相容性好的特点,通过专化地作用于真菌线粒体呼吸链中的复合物III而发挥其杀菌活性,是目前杀菌剂研究的热点。我国已经有几家大公司丌始生产醚菌酯,但是对它的生物活性以及作用机理方面的研究还很少。本研究以醚菌酯为供试农药,进行了室内杀菌谱测定、醚菌酯对荔枝霜疫霉病菌的作用机理研究,以及醚菌酯与多种不同类型的药剂混配试验。 采用菌落生长抑制法和孢子萌发法、蚕豆叶片法等离体测定法,以及蚕豆叶片法和叶盘飘浮法等植株组织法测定了醚菌酯对华南地区18重要种植物病原真菌的毒力。结果表明醚菌酯具有极广谱杀菌活性,它对甘薯黑斑病菌、菜豆炭疽病菌和水稻稻瘟病菌的EC50在1~10μg.mL-1之间,对荔枝霜疫霉病菌、水稻纹枯病菌、荔枝炭疽病菌、棉花枯萎病菌和油菜菌核病菌有强烈的杀菌活性,EC50均在0.1~1μg.mL-1之间。在极低浓度下对番茄灰霉病菌具有非常高的活性,EC50为0.0059μg.mL-1。对孢子萌发抑制的效果比对菌丝生长的抑制更为明显。醚菌酯作用真菌后,油菜菌核病菌产菌核量下降,小麦赤霉菌的分生孢子产生量下降,水稻纹枯病菌致病力下降甚至不致病,此外还影响稻瘟病菌的毒素以及色素的产生。 采用氧电极法测定醚菌酯处理后荔枝霜疫霉病菌菌丝呼吸强度,结果显示醚菌酯对菌丝呼吸作用有强烈的抑制作用,100μg.ml-1醚菌酯5min后就能够完全抑制菌丝的呼吸作用。通过显微镜测量含有醚菌酯的培养基上生长的菌丝,菌丝变粗,节间边短。通过透射电镜观察,药剂处理后的菌丝细胞内细胞器受到严重破坏。采用电导仪测定荔枝霜疫霉菌在一定浓度醚菌酯溶液中的电导率,结果表明醚菌酯不改变菌丝细胞膜的透性。通过测定不同浓度药剂中生长的菌丝糖、蛋白质、脂质的含量,结果表明醚菌酯能抑制荔枝霜疫霉菌糖、蛋白质的生成,促进脂质的合成。采用酶液琼脂扩散法测定醚菌酯处理后荔枝霜疫霉病菌胞外酶活性,结果表明醚菌酯对菌丝产生的蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶都起抑制作用。以醚菌酯作为抑制剂,测定呼吸链中四个关键酶酶活,结果显示不同浓度醚菌酯对荔枝霜疫霉病菌呼吸链中的琥珀酸脱氢酶、NADH-CoO还原酶、CoO-ctyc还原酶、ctyc氧化酶都有不同程度的抑制,随着醚菌酯浓度增大,醚菌酯对酶活性抑制程度越大,其中对c0Q.ctyc还原酶的抑制最为明显,100μg.ml-1醚菌酯就能完全抑制CoO-ctyc还原酶的活性。 采用菌落生长抑制法测定醚菌酯分别与福美双、代森锰锌、百菌清、烯酰吗啉混配后对荔枝霜疫霉病菌的EC50,每一组设5个不同混配比例。计算理论EC50与实际EC50的比值SR,以SR值确定药剂混配后的效果。结果表明:福美双与醚菌酯以及代森锰锌与醚菌酯以2:1,4:1,6:1的比例混配,对荔枝霜疫霉病菌均表现为增效作用;烯酰吗啉与醚菌酯按9:l、3:l、l:1比例混配,表现为增效作用;百菌清与醚菌酯混配没有增效作用。 本研究初步明确了,醚菌酯对我国华南地区多种重要植物病原真菌具有较高的杀菌活性,其具有很广阔的应用前景。探明了醚菌酯对荔枝霜疫霉病菌的作用机制是通过抑制细胞色素c还原酶活性,从而阻断电子在呼吸链上的电子传递,干扰病原真菌菌丝的呼吸作用。筛选出了醚菌酯与福美双、代森锰锌和烯酰吗啉混配的几个增效配比。
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