植物病原真菌对甾醇生物合成抑制剂类(SBIs)杀菌剂的抗药性研究进展

甾醇生物合成抑制剂类(SBIs)杀菌剂通过抑制植物病原真菌甾醇生物合成途径中不同环节的酶,干扰或阻断病原菌麦角甾醇生物合成而发挥抗真菌作用。综述了植物病原真菌对SBIs杀菌剂的抗药性发生现状、遗传机制、生理生化机制、分子机制及治理策略等方面的最新研究进展。室内及田间有关SBIs杀菌剂抗药性的研究结果表明,植物病原菌对该类杀菌剂的抗药性可能是由1种或多种机制共同作用的结果。ABC和MFS运输蛋白基因及CYP51蛋白基因是植物病原真菌对SBIs杀菌剂产生抗药性的主要分子机制。其中ABC运输蛋白基因能够通过翻转酶将药剂从膜内层转移至外层而排出细胞体外;MFS运输蛋白基因的超表达和本底表达则是导致病原菌产生抗药性的关键因素;而CYP51蛋白基因与药剂作用时易在病原菌体内发生基因点突变或基因超表达,造成编码蛋白与药剂亲和力下降,导致病原菌产生抗药性。随着分子生物学的迅速发展,可从基因水平上寻找出与抗药性直接相关的基因、蛋白及调控途径等信息,同时与其他学科结合,合理设计新的、多作用位点的高效甾醇生物合成抑制剂,从而延长该类杀菌剂的使用寿命。     

植物病原真菌对甾醇脱甲基抑制剂类杀菌剂抗性分子机制研究进展

甾醇脱甲基抑制剂 (DMI) 可通过抑制病原真菌的14α-去甲基化酶(CYP51)而干扰或阻断细胞膜麦角甾醇的生物合成,造成有毒甾醇积累,从而影响细胞膜的结构及功能,进而发挥抗菌作用。随着DMI类杀菌剂的广泛应用,病原菌对其的抗性问题日益严重。本文从抗药性分子机制出发,总结出病原菌对DMI类杀菌剂产生抗性的主要原因为:CYP51氨基酸突变引起其与杀菌剂间的亲和力下降;启动子区域基因片段的插入引起CYP51基因过表达;转录因子激活突变或启动子区域基因片段插入导致外排蛋白基因过表达。本文基于杀菌剂的作用方式及病原菌抗性机制研究展开综述,可为杀菌化合物的结构修饰与优化、新靶点改进和研发以及病原真菌的抗药性治理提供参考。     

竹醋液对几种植物病原真菌的抑制活性

 新制竹醋液抑制6种作物8种病原真菌菌丝生长的活性大小序为:苹果霉心病菌 > 小麦赤霉病菌 > 黄瓜炭疽病菌 > 番茄灰霉病菌 > 葡萄炭疽病菌 > 番茄早疫病菌 > 草莓灰霉病菌 > 苹果腐烂病菌 > 苹果轮纹病菌 > 黄瓜灰霉病菌,有效抑制中浓度(EC₅₀)介于0.1185%-0.8035%(g/mL,干重/体积)之间。室温下保存1年的竹醋液抑制7种作物8种病菌菌丝生长的EC₅₀在0.0832%-0.3334%之间,对苹果霉心病菌的抑制活性下降,对6种作物的6种病菌的抑制活性均高于新制竹醋液。在2%水琼脂培养基上测定发现竹醋液明显抑制草莓灰霉菌分生孢子萌发,对该菌7个菌株的EC₅₀在0.0365%-0.1311%之间,平均为0.0673±0.0332%。叶盘漂浮法测定发现0.0125%、0.025%和0.05%的竹醋液对葡萄霜霉病的防效分别为23.5%、38.8%和78.4%,对葡萄霜霉病菌5个菌株EC₅₀在0.0191%-0.0464%之间,平均为0.0317 ±0.0109%。     

对甲氧基肉桂醛的抗真菌活性及田间药效分析

通过对植物香料产物对甲氧基肉桂醛的抗真菌活性研究,发现该化合物对鞭毛菌亚门卵菌纲、子囊菌亚门和半知菌亚门的8种植物病原真菌,番茄晚疫病菌(Phytophthora infestans)、水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani AG-1IA)、油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)、西瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum)、番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)、草莓褐色轮斑病菌(Phomopsis obscurans)、草莓炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)和烟草赤星病菌(Alternaria alternata)具有高效、广谱的特性;田间药效试验表明其对黄瓜霜霉病和水稻纹枯病具有较高的防治效果。这为其在植物病害防治中的应用以及进一步开发提供了依据。     

茶皂素对7种植物病原真菌的生物活性初测

本研究用含毒介质培养法测定了茶皂素对稻纹枯病菌Ｒｈｉｚｏｃｔｏｎｉａｓｏｌａｎｉ、白绢菌Ｓｃｌｅｒｏｔｉｕｍｒｏｌｆｓｉ、芒果炭疽病菌Ｃｏｌｅｔｏｔｒｉｃｈｕｍｇｌｏｅｏｓｐｏｒｉｏｉｄｅｓ、柱帚霉菌Ｃｙｌｉｎｄｒｏｃｌａｄｉｕｍｓｐ．、拟盘多毛孢菌Ｐｅｓｔａｌｏｔｉｏｐｓｉｓｓｐ．、瓜枯萎病菌Ｆｕｓａｒｉｕｍｓｏｌａｎｉ、尖孢镰刀菌Ｆ．ｏｘｙｓｐｏｒｕｍ等７种植物病原菌的生物活性。结果表明,茶皂素在１００ｍｇ／Ｌ和２００ｍｇ／Ｌ浓度下对瓜枯萎病菌具有很强的抑制作用,３ｄ抑制率分别达到８９．７１％和９５．８８％。对白绢菌和稻纹枯病菌也有一定抑制作用。     

从子囊菌炭球菌中分离的活性成分L-696,474和cytochalasin D对植物病原真菌的活性

在我国云南省高等真菌中寻找新的天然农用抗真菌活性物质时,发现炭球菌子实体甲醇提取物具有较强的离体抗真菌活性。采用生物活性追踪和化学分离相结合的方法,从中分离得到2个具有较强农用抗真菌活性化合物,经红外、质谱、氢谱和碳谱确定其为L-696,474和cytochalasin D。在离体和活体条件下分别测定了L-696,474和cytochalasin D对10种植物病原菌的菌丝抑制率和2种植物病原菌的孢子萌发率,并评价了其对小麦白粉病的治疗和保护作用。结果表明:小麦纹枯病菌、油菜菌核病菌对L-696,474最为敏感,浓度为10μg/mL时菌丝抑制率分别为83.5%和82.9%;小麦赤霉病菌、小麦全蚀病菌、油菜菌核病菌、小麦叶枯病菌和苹果炭疽病菌对cytochalasin D最为敏感,浓度为10μg/mL时菌丝抑制率分别为83.6%、82.4%、81.9%、80.5%和79.7%。L-696,474和cytochalasin D在200μg/mL时完全抑制苹果炭疽病的孢子萌发;在500μg/mL时对小麦白粉病10天后的治疗作用分别为74.3%和85.7%,保护作用为67.1%和79.5%。     

5种杀虫剂对白眉野草螟的毒力测定和田间防效

白眉野草螟(Agriphila aeneociliella)是近年来在山东莱州等地小麦上新发现的一种害虫,由于对其生物学习性和防控技术缺少了解,致使当地小麦生产损失严重,对小麦主产区粮食安全生产构成潜在威胁。本试验通过室内毒力测定和田间药效试验,测定了当前5种常用杀虫剂对其幼虫的防治效果。室内毒力测定结果表明：毒死蜱、氯虫苯甲酰胺和辛硫磷的杀虫活性较高,LC50分别为0.39、1.75和10.75 mg/L;田间药效试验结果表明：480 g/L毒死蜱乳油和40%辛硫磷乳油在施药7 d后的防效均在90%以上,分别为91%和90%,显著高于另外3种药剂,可作为防治白眉野草螟的首选药剂,施药方法建议在小麦返青前期灌根或播种前撒施毒土。     

槭菌刺孢对5种甾醇脱甲基抑制剂的敏感性

由槭菌刺孢Mycocentrospora acerina(R. Hartig) Deighton引起的圆斑病是危害三七Panax notoginseng (Burk) F. H. Chen的重要叶部病害,严重影响中药材三七的产量和质量。为探索槭菌刺孢对甾醇脱甲基抑制剂类(DMIs)杀菌剂的敏感性,采用菌丝生长速率法测定了45株槭菌刺孢对氟硅唑、苯醚甲环唑、烯唑醇、丙环唑和戊唑醇5种杀菌剂的敏感性,并分析了病原菌对这5种杀菌剂敏感性的相关性。结果表明：氟硅唑、苯醚甲环唑、烯唑醇、丙环唑和戊唑醇对供试菌株的EC₅₀值分别在0.04～3.81、0.18～6.72、0.08～7.75、0.44～11.38和0.46～29.85μg/mL之间;敏感性频率分布测定结果表明,5种杀菌剂对呈连续单峰频次正态分布的大多数菌株群体的平均EC₅₀值分别为(0.99±0.64)、(1.77±0.97)、(2.37±1.39)、(2.61±1.48)和(3.18±1.58)μg/mL,供试菌株群体中已出现对5种杀菌剂敏感性降低的亚群体,且供试菌株对这5种DMIs杀菌剂...     

豚草提取物对4种植物病原真菌的抑制活性

采用生长速率法测定了豚草石油醚、乙酸乙酯、正己烷、乙醇提取物对4种植物病原真菌的抑制活性。结果表明,不同溶剂提取物的抑菌活性有差异,其中乙酸乙酯的抑制效果最好,在浸液浓度为4 mg/mL时,对小麦赤霉病菌的抑制作用为100%,对辣椒白绢病菌的抑制作用最低也达76.07%。而石油醚的抑制效果最差,均在30%左右。     

1-[2-苄氧基-2-(2,4-二氟苯基)乙基]-1H-1,2,4-三唑衍生物的合成及杀菌活性

以抗真菌药物益康唑为先导化合物,设计合成了17个1-((2-取代苄基) 氧基)-2-(2,4-二氟苯基) 乙基)-1H-1,2,4-三唑类目标化合物,其中14个为首次报道,其结构均经 1H NMR、13C NMR和HRMS确认。采用菌丝生长速率法测定了目标化合物对7种植物病原菌的抑制效果,并对毒力较高的化合物进行了其对水稻纹枯病和小麦条锈病的盆栽和田间药效试验,而且测定了其对水稻纹枯病菌麦角甾醇生物合成的抑制作用。结果表明:大多数目标化合物对测试病原菌菌丝生长有较强的抑制作用,尤其对水稻纹枯病菌和番茄早疫病菌的抑制作用最好,其中对水稻纹枯病菌的EC₅₀值均低于3 μmol/L,明显高于对照药剂苯醚甲环唑和益康唑;化合物 4a 、 4b 、 4c 、 4g 、 4i 和 4l 对番茄早疫病菌的EC₅₀值均低于10 μmol/L。在浓度为250 μmol/L时,化合物 4b 和 4i 对小麦条锈病的盆栽防效均超过70%,在有效剂量为240 g/hm2时,化合物 4b 对小麦条锈病的田间防效达到81.93%。而且,化合物 4b 和 4i 在100 μmol/L时可有效抑制水稻纹枯病菌麦角甾醇的生物合成,抑制效果在80%左右。     

烟草黑胫病拮抗根际芽胞杆菌FB-16的筛选鉴定及其抑菌活性

为获得对烟草黑胫病有较强生防效果的拮抗细菌,从健康烟草根际采集30份土壤样品,分离纯化得到347株细菌,经病原真菌定向筛选后得到1株对烟草黑胫病菌等病原真菌拮抗活性较好的细菌FB-16,其对烟草黑胫病菌的抑菌带宽为23mm。采用菌丝生长速率法、作用机制试验、温室防病试验测定FB-16的抑菌作用,并通过形态学特征、生理生化特征及16S rDNA序列分析对菌株进行鉴定。结果显示,菌株FB-16发酵液对烟草黑胫病菌菌丝生长抑制率为95.96%;其代谢产物对烟草黑胫病菌菌丝有致畸作用;菌株FB-16为解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliauefaciens(Gen-Bank登录号为JN245982);饱和度25%硫酸铵获得的抑菌物质对烟草黑胫病菌的抑菌活性较高,抑菌圈直径达42.00 mm;FB-16活性产物处理的烟草植株在接种烟草黑胫病菌7天后的防治效果为69.96%。表明菌株FB-16在烟草黑胫病生物防治中具有潜在的利用价值。     

The effect of soil moisture content on the sorption of five sterol biosynthesis inhibiting fungicides as a function of their physicochemical properties

We investigated the sorption of five widely used sterol biosynthesis inhibitor fungicides (SBIs: flusilazole, propiconazole, epoxiconazole, fenpropimorph and prochloraz) on a loam soil to assess availability of the SBI residues that are usually left in soil after crop treatments. We focused particularly on the soil moisture content effect, which is poorly documented and is difficult to investigate under realistic conditions. SBI sorption was determined (using diuron as a reference) at two soil moisture contents (26.1% and 46.6% w/w) over a period of 3 weeks using a direct soil solution sampling method. After 24 h of contact, <1% of each applied fungicide was recovered in the soil solution. Despite their low availability in the liquid phase, long‐term sorption was observed for all the compounds, reducing concentrations in the soil solution and doubling the value of the partition coefficient. Significant effects of soil moisture on long‐term sorption were observed, depending on the properties of the chemicals and the sorption mechanisms. Wershaw's humus model (humic substances have a membrane‐like structure) was adapted to fit our observations. Low soil moisture content is assumed to modify the structure of humic substances and to generate hydrophobic surfaces, which favour sorption of hydrophobic fungicides (flusilazole, propiconazole and epoxiconazole). This effect is likely to decrease with the increase in the hydrophobic character of non‐ionic pesticides. It becomes adverse for the more hydrophilic compounds (diuron), which are more sorbed at high soil moisture content due to their higher affinity for hydrophilic regions of humus and to diffusion. Soil moisture effects are more complex when compounds are likely to be protonated in soil. Weakly basic compounds (prochloraz) may partition rapidly into the liquid‐like interior of humus at low soil moisture content but increased diffusion at high soil moisture content may cause additional sorption by ion exchange at colloid surfaces. Strongly basic compounds (fenpropimorph) may essentially adsorb due to ionic interactions with colloids, and their sorption is enhanced at high soil moisture content due to diffusion. Consequences for environmental fate and biological activity of pesticides are briefly discussed. © 2000 Society of Chemical Industry     

新杀菌剂对番茄灰霉病菌的室内毒力及田间防效

室内采用菌丝生长速率法、孢子萌发法和黄瓜子叶法测定了咯菌腈、抑霉唑、福美双、吡唑醚菌酯和嘧霉胺对番茄灰霉病菌( Botrytis cinerea)的抑制作用。结果表明,菌丝生长速率法和孢子萌发法的测定均以咯菌腈毒力最高,EC 50分别为0.005 2 μg/mL和0.087 6 μg/mL;黄瓜子叶法测定以抑霉唑毒力最高,其EC 50为0.675 3 μg/mL。田间药效试验结果表明：50%咯菌腈可湿性粉剂90 g/ hm2对番茄灰霉病的田间防效达到90%以上,显著高于对照药剂50%啶酰菌胺水分散粒剂300 g/hm2和40%嘧霉胺悬浮剂 480 g/hm2的防效。     

新型含2(1H)-喹啉酮的甲氧基丙烯酸酯类

以(E)-2-[2'-(bromo-methyl)phenyl]3-甲氧基丙烯酸甲酯和2(1H)-喹啉酮类化合物为原料,通过醚化等反应,合成了11个新型含2(1H)-喹啉酮结构的甲氧基丙烯酸酯类化合物,其结构经红外、电喷雾串联质谱(ESI-MS)和核磁共振氢谱确证。初步生物活性测试结果表明:在100 mg/L质量浓度下,部分目标化合物对烟草赤星病菌Alternaria alternata等6种病原菌具有一定的抑菌活性,其中5a对水稻稻瘟病菌Pyricularia grisea的抑菌率达100%。     

6,7-亚甲二氧基硫代苯并二氢吡喃-4-酮衍生物的合成及抑菌活性

以亚甲二氧基苯为起始原料,经过溴化、硫化、环化等反应合成了19个未见文献报道的6,7-亚甲二氧基硫代苯并二氢吡喃-4-酮衍生物,其结构均经核磁共振氢谱和质谱确认。初步抑菌活性测试结果表明,在50 mg/L下,目标化合物对供试7种植物病原菌均有不同程度的抑制作用,其中化合物5b、5i、5k和5l对马铃薯干腐病菌 Fusarium solani的抑制率均达75%以上,5h和5i对番茄灰霉病菌Botrytis cinerea的抑制率分别是67.7%和70.4%。     

啶菌噁唑对番茄灰霉病菌的抑菌作用研究

采用生物测定方法研究了啶菌噁唑对番茄灰霉病菌Botrytis cinerea不同发育阶段的影响。结果表明:其对菌落扩展、芽管伸长、分生孢子产生和菌核形成均具有显著的抑制活性,其中啶菌噁唑对P-9菌株菌丝生长和芽管伸长的EC50值分别为0.193和0.154 μ g/mL,0.5 μ g/mL的啶菌噁唑对菌丝生长和芽管伸长的抑制率大于77%,对分生孢子和菌核萌发的抑制率分别低于10％和40%,表明药剂对分生孢子萌发无明显抑制作用。紫外吸收分析显示,啶菌 NFDA1 唑可破坏细胞的膜结构,促使菌体核酸和蛋白外渗。离体叶片毒力测定结果表明,120 μ g/mL的啶菌 NFDA1 唑可有效抑制番茄灰霉病病斑扩展,抑制率达83.74%。     

3-二氟甲基-1-甲基吡唑-4-羧酸肟酯衍生物的合成及抑菌活性

为发现具有高抑菌活性的先导化合物,结合本课题组前期研究,设计并合成了18个新型3-二氟甲基-1-甲基吡唑-4-羧酸肟酯衍生物,其结构均经核磁共振氢谱、碳谱及高分辨质谱分析确证,化合物 9g 的单晶衍射结果证明肟酯的构型为E式。离体生物活性测定结果表明,目标化合物在50 μg/mL下对番茄灰霉病菌 Botrytis cinerea、苹果树腐烂病菌Valsa mali 和小麦全蚀病菌Gaeumannomyces graminis均表现出一定的抑制活性,其中化合物 9d 对苹果树腐烂病菌、 9r 对小麦全蚀病菌的EC₅₀值分别为0.89 μg/mL和3.34 μg/mL,表现出比先导化合物 L1 (E-2-氯-6-氟苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基)肟)和肟菌酯更优或相似的抑菌活性。