小麦赤霉病菌对丙硫菌唑的抗药性评价

来源 :安徽农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:wudixuejie
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小麦赤霉病由镰孢菌(Fusarium)引起的真菌病害,可在小麦的整个生育期发病,该病害主要侵染小麦的穗部,其主要的症状是穗腐,严重影响到我国小麦的产量和品质。近年来小麦赤霉病的发病率逐年升高,对传统的多种单一性杀菌剂已经产生抗药性,但小麦赤霉病对多种常用杀菌剂抗性的分子机理尚不清楚,给抗药治理带来困难。随着抗性菌株的产生,急切需要寻找其他药剂来防止小麦赤霉病,或者选用复合型药剂进行小麦赤霉病。丙硫菌唑是一种广谱三唑硫酮类杀菌剂,与其他常规三唑类杀菌剂相比,杀菌活性更为广谱,杀菌剂的持久期更强。本次实验选取了2011年和2019年的小麦赤霉病菌共104株,以丙硫菌唑为实验药剂,进行了小麦赤霉病菌的抗药性测定,筛选出敏感性菌株(WH-17),以亲本敏感菌株出发菌株,经紫外光诱导获得一株抗性突变菌株(KWH-17)。通过生物学特性分析,将敏感性菌株和抗性突变菌株进行比较,分析敏感性菌株和抗性突变菌株在生物学特性上是否存在差异。通过DON毒素的测定和酶活性的测定,分析抗性突变菌株的DON毒素和相关酶活性方面有没有发生改变。以此来揭示小麦赤霉病抗丙硫菌唑的机制,为小麦赤霉病对丙硫菌唑的抗药性监测和治理提供理论依据,同时也为研究其它真菌病害抗丙硫菌唑的机理提供重要的参考。主要的研究结果如下:1.丙硫菌唑对小麦赤霉病菌不同菌株的毒力及抗药性选取了2011年和2019年的小麦赤霉病菌共104株,测定了丙硫菌唑对小麦赤霉病菌的毒力,结果表明,104个菌株对丙硫菌唑的敏感性存在明显差异。敏感性菌株共51株,占49.04%,抗性菌株共53株,占50.96%。其中菌株LX-3、WH-17、FN-2、MG-16、CHH-11和LX-2的EC50分别为0.0929、0.1509、0.1955、0.2274、0.2557和0.2916μg/m L均小于0.3μg/m L,说明这些菌株对丙硫菌唑的高度敏感性;而菌株SHX-5和DY-2的EC50分别为6.0611和7.4877μg/m L,EC50均大于6μg/m L,表现出对丙硫菌唑的明显抗药性,均为抗性菌株,不同菌株间的最高EC50是最低EC50的80倍,说明这些菌株之间的抗药性差异大。2.建立了小麦赤霉病菌对丙硫菌唑的敏感基线通过SPSS分析Kolmogorov-Smirnov正态性检验,结果显示小麦赤霉病菌对丙硫菌唑的敏感性频率分布符合正态性分布。因此将供试菌株的平均EC50值1.442μg/m L作为小麦赤霉病菌对丙硫菌唑的敏感基线。不同地区菌株对丙硫菌唑的敏感性差异较大,丙硫菌唑的EC50平均值变化范围为0.238~3.346μg·m L-1,其中,利辛的菌株最为敏感,EC50值最小为0.0929μg·m L-1,定远、寿县和芜湖等地菌株具有一定的抗药性,而定远菌株最大EC50值达到7.4877μg·m L-1。同一地区不同菌株敏感性差异明显,芜湖菌株差异最大,EC50最大值和最小值比达到31.99;其次为寿县地区,二者比值达到8.96;而南陵菌株间敏感性差异最小,EC50最大值和最小值比为0.95;其余大部分地区菌株EC50最大和最小比值为1.13~7.69。宣城、池州、蚌埠、滁州、凤阳、阜南、亳州、利辛、怀宁、安庆、毛集、南陵、明光、繁昌和巢湖15地菌株对丙硫菌唑的敏感性高于所有地区平均水平;其他地区菌株对丙硫菌唑的敏感性低于所有地区平均水平。不同年份采集的菌株对丙硫菌唑的敏感性差异较大,2019年份菌株EC50最大值和最小值比达到80.60,而2011年份菌株EC50最大值和最小值比值仅为31.99。不同年份菌株EC50最大与最小比值为31.99~80.60,丙硫菌唑的平均EC50值变化范围为1.315~1.646μg·m L-1,2019年份菌株敏感性低于2011年份菌株敏感性。3.获得了小麦赤霉病菌对丙硫菌唑的抗性突株经过紫外光诱导后筛选出的抗性菌株KWH-17,抗药突变体菌株经转代后仍能在含有高剂量杀菌剂丙硫菌唑的PDA平板上生长。筛选出的抗性菌株(KWH-17)与敏感性菌株(WH-17)在抑制菌丝生长的有效中浓度EC50上有明显差异,敏感性菌株的EC50是0.1509μg/m L,抗性菌株EC50的是10.0242μg/m L,抗性菌株的EC50是敏感性菌株EC50的76倍。经转7至8代后抗药突变菌株能稳定遗传。抗性菌株的菌丝形态与敏感性菌株菌丝形态没有明显差异,但抗性菌株的菌丝生长速率、孢子萌发率和产孢量明显低于敏感性菌株的生长速率,但芽管长度大于敏感菌株。说明抗性菌株和敏感性菌株在生物学特性上存在差异。4.抗性突变菌株的产脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)毒素能力经DON毒素测定,抗性菌株(KWH-17)的DON毒素含量为0.56m L/kg,敏感性菌株(WH-17)的DON毒素含量为0.53m L/kg,抗性菌株DON毒素含量略高于敏感性菌株DON毒素含量,敏感性菌株在经紫外光诱导后,抗性菌株的DON毒素含量上升。5.抗性突变菌株细胞壁降解酶活性通过内切多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性和羧甲基纤维素酶(Cx)活性测定,随着杀菌剂丙硫菌唑的浓度升高,对内切多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性和羧甲基纤维素酶(Cx)活性均有明显的抑制作用,说明杀菌剂丙硫菌唑对酶活性有抑制作用。抗药性突变菌株KWH-17的半乳糖醛酸酶(PG)酶活性始终高于敏感菌株WH-17的酶活性,抗药性突变菌株KWH-17的羧甲基纤维素酶(Cx)酶活性始终高于敏感菌株WH-17的酶活性。6.丙硫菌唑与不同杀菌剂间的交互抗性小麦赤霉病菌对丙硫菌唑与其对氰烯菌酯、咪鲜胺的敏感性间无相关性。说明丙硫菌唑与氰烯菌酯、丙硫菌唑与咪鲜胺之间并无交互抗性,生产上可以交替使用。
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