抗咯菌腈禾谷镰刀菌的紫外诱导及其生物学特性

为评估玉米茎腐病病原菌禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)对咯菌腈的室内抗药性风险,本研究通过室内紫外照射获得抗咯菌腈突变体,分析抗性突变体对咯菌腈的抗药性、遗传稳定性和生物学特性,及其对咯菌腈、戊唑醇、苯醚甲环唑、嘧菌酯的交互抗性。结果表明,经紫外照射5min,获得17株抗咯菌腈突变体,其对咯菌腈的EC50为72.78~290.09μg/mL,是亲本菌株的4 000~17 000倍;抗性突变频率为1.7×10-6,可稳定遗传;最适生长温度均为25℃,最适pH均为8,与亲本菌株相同;菌落生长速度低于亲本菌株;在含有0.9mmol/L NaCl的PDA培养基中培养的菌落形态与不含NaCl的PDA培养基中的相比,亲本菌株和4号抗性菌株色素沉积减少,而1号和16号抗性菌株色素沉积增加。推测禾谷镰刀菌对咯菌腈存在中等或高等的室内抗药性风险。室内抗药性测定表明抗性突变体对咯菌腈和苯醚甲环唑均产生了抗性。     

河南省假禾谷镰刀菌对咯菌腈的敏感性

由假禾谷镰刀菌Fusarium pseudograminearum引起的小麦茎基腐病已成为重要的土传病害,并且影响小麦的品质和产量。为了明确中国河南省假禾谷镰刀菌对咯菌腈的敏感性,采用菌丝生长速率法测定了咯菌腈对2019年从河南省6个地市分离的105株假禾谷镰刀菌F. pseudograminearum 的敏感性,通过最小显著差异法(LSD)和SPSS聚类方法对测定结果进行了分析,并测定了假禾谷镰刀菌对多菌灵和戊唑醇的敏感性,分析了咯菌腈与这两种杀菌剂毒力的相关性。结果表明:咯菌腈对供试菌株的最低抑制浓度(MIC)为0.2400 μg/mL。敏感性频率分布图显示,EC₅₀值范围在0.0027~0.0470 μg/mL,敏感性差异达17.41倍;敏感性频率分布为连续单峰曲线,平均EC₅₀值为(0.0263 ± 0.0101) μg/mL,可作为假禾谷镰刀菌对咯菌腈的敏感性基线。方差分析结果显示,不同县市的小麦假禾谷镰刀菌对咯菌腈的敏感性差异较大,EC₅₀值变化范围为0.0150~0.0335 μg/mL,其中咯菌腈对郑州中牟的敏感性最低和最高菌株的EC₅₀值相差16.78倍。聚类分析结果显示,河南省小麦茎基腐病菌菌株对咯菌腈敏感性差异与菌株的地理来源无明显关联性。多菌灵和戊唑醇对病菌的平均EC₅₀值分别为 (0.7881 ± 0.3153) μg/mL和(0.0886 ± 0.1453) μg/mL。病菌对咯菌腈与其对多菌灵和戊唑醇的敏感性之间无明显相关性。温室防效结果显示,用咯菌腈悬浮种衣剂对小麦进行拌种处理,2020年 (咯菌腈有效成分为75.0 μg/g)对小麦茎基腐病的防治效果可达58.00%,2021年 (咯菌腈有效成分为50.0 μg/g)的防治效果可达到63.69%。本研究结果可为咯菌腈在小麦茎基腐病防治中的合理使用提供依据,为病原菌对药剂的敏感性监测提供参考。     

番茄灰霉病菌对咯菌腈的抗性诱变及抗药突变体的生物学特性

为评估番茄灰霉病菌Botrytis cinerea对咯菌腈的抗性风险,就室内经紫外照射获得抗药突变体的方法及抗性突变体的生物学性状进行了研究。结果表明:番茄灰霉病菌分生孢子的紫外照射亚致死时间为90~120 s;经亚致死时间紫外照射后,4个亲本菌株中有2个菌株共产生了6个抗咯菌腈的突变体,其EC50值是亲本菌株的310倍以上,抗性突变频率为3.13×10-7;经紫外照射诱变获得的所有抗性突变体在菌丝生长速率、产孢量、产菌核能力及其在番茄果实上的致病性方面均比其亲本菌株明显降低。相关分析显示,所得抗咯菌腈突变体对氟啶胺、啶菌唑、啶酰菌胺和嘧霉胺无交互抗性。表明番茄灰霉病菌对咯菌腈的抗药性风险较低。     

辣椒根腐病菌对咯菌腈的敏感性及其抗性突变体的生物学性状

为明确辣椒根腐病致病菌腐皮镰孢Fusarium solani对咯菌腈的抗性风险,采用菌丝生长速率法测定了采自未使用过咯菌腈的5个省份的102株腐皮镰孢对咯菌腈的敏感性。结果表明：咯菌腈对102株腐皮镰孢的EC₅₀范围为0.029 0～0.183 4 mg/L,平均EC₅₀为(0.106 2±0.031 5)mg/L,敏感性频率分布为连续单峰曲线,所以可将其作为供试5个省份腐皮镰孢对咯菌腈的敏感基线。通过药剂驯化和紫外诱导并结合抗性遗传稳定性最终共获得4株腐皮镰孢抗咯菌腈突变体,抗性水平在6.94～32.43倍之间,突变频率分别为3.51×10^-4(SDWF1914-Y336和SDWF1914-Y017)和7.41×10^-9(SDWF1914-ZR717和JSXZ1906-ZR496)。腐皮镰孢抗咯菌腈突变体生物学性状的研究表明,抗性突变体在菌丝生长速率、产孢量与致病力方面与亲本菌株不存在显著差异。交互抗性测定结果显示,腐皮镰孢对咯菌腈与嘧菌酯、醚菌酯、多菌灵和福美双均无交互抗性。结果表明,供试腐皮镰...     

辽宁省不同地区番茄灰霉病菌对咯菌腈的敏感性

为明确辽宁省不同地区间番茄灰霉病菌对咯菌腈的敏感性是否存在差异,以及咯菌腈与其他杀菌剂之间是否存在交互抗性,采用菌丝生长速率法测定番茄灰霉病菌对咯菌腈、腐霉利、多菌灵的敏感性。结果表明,从辽宁省6个不同地区分离的番茄灰霉病菌菌株对咯菌腈的平均EC50差异不显著,番茄灰霉病菌菌株对咯菌腈的敏感性频率呈正态分布,咯菌腈对不同地区共117株番茄灰霉病菌的EC50平均值为(0.007 3±0.004 5)μg/mL,且咯菌腈与腐霉利和多菌灵之间均不存在交互抗药性。     

中国河南省小麦纹枯病菌对咯菌腈的敏感性

为明确河南省小麦纹枯病菌对咯菌腈的敏感性,采用菌丝生长速率法测定了咯菌腈对2013年从河南省15个地市分离的98株病菌的毒力。结果表明:咯菌腈对供试小麦纹枯病菌菌株的EC50值在0.009~0.079 μg/mL之间,平均EC50值为(0.025 ±0.012)μg/mL;98个菌株对咯菌腈的敏感性分布呈连续单峰曲线,未出现敏感性下降的亚群体,可将(0.025 ±0.012)μg/mL作为小麦纹枯病菌对咯菌腈的敏感性基线;方差分析(LSD法)及SPSS聚类结果均显示,同一地市内的菌株对咯菌腈的敏感性差异较大,EC50最大值和最小值之比在1.0~4.1之间,而不同地区菌株间对咯菌腈敏感性差异不明显,咯菌腈EC50平均值变化范围在0.015~0.060 μg/mL之间,后者是前者的4倍;小麦纹枯病菌对咯菌腈的敏感性与其对噻呋酰胺、苯醚甲环唑、井冈霉素、丙环唑及戊唑醇的敏感性之间无明显相关性。本研究结果可为河南省小麦纹枯病防控杀菌剂的合理使用提供理论依据。     

8种杀菌剂对番茄灰霉病菌的毒力及田间番茄灰霉病菌对咯菌腈的敏感性

为了解决番茄灰霉病菌的抗性问题,筛选出理想的替代药剂,采用菌丝生长速率法测定了山东寿光和河北徐水两地番茄灰霉病菌对不同类型杀菌剂的敏感性。两地的番茄灰霉病菌对咯菌腈、氟啶胺均高度敏感,对其他不同作用方式的杀菌剂表现出不同的敏感性。用同样方法检测了不同地区的106株番茄灰霉菌对咯菌腈的敏感性,结果显示其EC50值分布在0.003 9～0.044 9μg/mL之间,平均EC50值为(0.014 2±0.008 1)μg/mL。咯菌腈可作为防治番茄灰霉病的候选药剂。     

黄淮麦区假禾谷镰刀菌对3种杀菌剂敏感性测定

以假禾谷镰刀菌Fusarium pseudograminearum为主要病原菌引起的小麦茎基腐病已经成为黄淮麦区的主要小麦病害之一,对小麦生产安全带来严重威胁。为了解假禾谷镰刀菌对氰烯菌酯、戊唑醇和咯菌腈3种杀菌剂的敏感性,采用菌丝生长速率法对采自河南、河北、山东的108株假禾谷镰刀菌进行了室内毒力测定。试验结果表明：氰烯菌酯对假禾谷镰刀菌的EC₅₀为0.088～0.929μg/mL,EC₅₀均值为(0.471±0.181)μg/mL;敏感性分布为连续单峰曲线,经Shapiro-Wilk正态性检验符合正态分布(W=0.988,P=0.437>0.05),所以将所有菌株的EC₅₀平均值0.471μg/mL定为假禾谷镰刀菌对氰烯菌酯的敏感基线;戊唑醇对供试菌株的EC₅₀为0.015～0.961μg/mL,EC₅₀均值为(0.384±0.219)μg/mL,敏感性分布不符合连续单峰的正态分布;咯菌腈对供试菌株的EC₅₀为0.029～0.354μg/mL,E...     

小麦品种对禾谷镰刀菌毒素的抗性研究

 黄化小麦芽鞘生物测定法是一种敏感的生物测定方法,可用于探测禾谷镰刀菌(Fusariumgraminearum)所产生的毒素的生物活性和不同小麦品种对这些毒素的反应。不同毒素的生物活性与不同小麦品种对毒素的反应均有显著差异,以deoxynivalenol的生物活性最强,抗赤霉品种望水白对供试7种毒素的敏感性最低。试验对毒素与品种之间的相互作用也作了初步研究。     

河南省小麦赤霉病菌对咯菌腈的敏感性

为明确河南省小麦赤霉病菌Fusarium graminearum对咯菌腈的敏感性,采用菌丝生长速率法测定了咯菌腈对从该省11个地市分离的95株菌株的毒力,通过方差分析法及聚类分析法对测定结果进行了分析,并研究了咯菌腈与多菌灵、戊唑醇对病菌毒力的相关性。结果显示：咯菌腈对小麦赤霉病菌菌丝生长的最低抑制浓度为0.1 μg/mL;咯菌腈对供试95株菌株的EC₅₀范围在0.003~0.088 μg/mL之间,平均EC₅₀为0.011 μg/mL;敏感性频率分布图显示,病菌群体中存在着对咯菌腈敏感性较低的亚群体,但67.4%供试菌株敏感性频率呈正态分布,将此部分菌株的EC₅₀平均值0.007 μg/mL作为小麦赤霉病菌对咯菌腈的敏感性基线。方差分析及聚类结果均显示,同一县市内的菌株对咯菌腈EC₅₀的最大值和最小值之比为1.1~8.3;除周口市沈丘县的菌株外,其余县市的菌株对咯菌腈敏感性差异不明显,咯菌腈EC₅₀平均值变化范围在0.005~0.028 g/mL之间,最大值是最小值的5.6倍;小麦赤霉病菌对咯菌腈的敏感性与其对多菌灵、戊唑醇的敏感性之间无明显相关性。表明河南省小麦赤霉病菌群体中尽管存在着敏感性较低的亚群体,但可通过药剂复配进行防控。     

河南省禾谷镰孢菌对丙硫菌唑的敏感性

采用菌丝生长速率法,测定了2019—2021年采自河南省11个市的278株禾谷镰孢菌Fusarium graminearum对丙硫菌唑的敏感性。结果表明：供试278株禾谷镰孢菌对丙硫菌唑的敏感频率呈单峰且近似正态分布,各菌株EC₅₀值的范围在0.609～3.868μg/mL之间,最大值为最小值的6.35倍,平均值为(1.741±0.690)μg/mL。此外,不同年份的禾谷镰孢菌对丙硫菌唑的敏感性水平无显著差别。2020年菌株最不敏感,平均EC₅₀值为(1.894±0.652)μg/mL,2021年菌株最敏感,平均EC₅₀值为(1.643±0.701)μg/mL。不同地区的禾谷镰孢菌对丙硫菌唑的敏感性水平有显著性差异。济源市的菌株最不敏感,平均EC₅₀值为(2.175±0.632)μg/mL;开封市的菌株最敏感,平均EC₅₀值为(1.137±0.419)μg/mL;焦作市菌株间敏感性差异最大,最大值为最小值的6.21倍,平均EC₅₀值为(2.073±0.68...     

禾谷镰刀菌缺氧诱导脱氢酶参与发育和致病性

缺氧诱导脱氢酶(hypoxia-induced dehydrogenase,HorA)参与辅酶Q(coenzyme Q,CoQ)的生物合成.在禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)基因组中确定了一个缺氧诱导脱氢酶基因,命名为FgHorA.通过同源重组的方法获得FgHorA敲除突变体.研究发现,FgHor...     

禾谷镰孢菌对苯醚甲环唑的敏感性基线及与其他杀菌剂敏感性的相关性分析

由禾谷镰孢菌引起的赤霉病是小麦上的重要病害,可严重影响小麦的产量并降低小麦的品质。苯醚甲环唑属于三唑类杀菌剂,是甾醇脱甲基化抑制剂,具有较高的抑菌活性。采用菌丝生长速率法测定了于2016—2017采集自河南省的107株禾谷镰孢菌对苯醚甲环唑的敏感性。结果表明:苯醚甲环唑对禾谷镰孢菌菌丝的生长具有较强的抑制效果,其有效抑制中浓度(EC₅₀)值范围为0.0128~0.6079 mg/L,符合正态分布,平均EC₅₀值为(0.2239 ± 0.1192) mg/L。因此,这些敏感性数据可以作为河南省禾谷镰孢菌对苯醚甲环唑的敏感性基线。通过对苯醚甲环唑与其他7种杀菌剂氟环唑、多菌灵、氰烯菌酯、氟唑菌酰羟胺、戊唑醇、丙硫菌唑及叶菌唑对20株禾谷镰孢菌的log₁₀ EC₅₀值之间的Spearman’s rho (ρ) 相关性分析发现:苯醚甲环唑与叶菌唑之间具有较低水平的相关性,与其他供试杀菌剂之间无相关性。本研究可为监测河南省禾谷镰孢菌对苯醚甲环唑的抗药性发展和防控小麦赤霉病合理用药提供依据。     

禾谷镰刀菌蛋白激酶FgSid1的功能研究

 实验室前期已经对禾谷镰刀菌中116个蛋白激酶进行了鉴定,发现FgSID1基因(FGSG_07344)敲除突变体在有性生殖过程中存在严重缺陷,但其在禾谷镰刀菌中的具体功能却未被详细报道。本研究通过表型分析和亚细胞定位等实验明确了FgSid1在营养生长、有性发育和致病性等方面的功能。本研究发现FgSID1基因敲除突变体菌落生长速度显著变慢,分生孢子隔膜数量减少且产孢量下降;在有性生殖阶段,FgSID1基因敲除突变体的子囊壳形态和大小均正常,但子囊畸形且子囊孢子形成有缺陷;此外,FgSID1基因敲除突变体只能侵染接种小花,而无法扩展到穗轴及临近的小穗,且接种点的小麦籽粒DON毒素含量显著下降;研究还发现FgSID1基因敲除突变体的分生孢子、营养菌丝和子囊孢子的分隔中均含有多个细胞核;本研究又通过亚细胞定位实验发现FgSid1定位于微管组织中心。因此,蛋白激酶FgSid1可能通过参与禾谷镰刀菌无性和有性阶段的细胞分裂影响禾谷镰刀菌的营养生长、分生孢子和子囊孢子的发育以及侵染能力。     

湖北省小麦赤霉病菌对多菌灵、戊唑醇和咪鲜胺的敏感性

对2014年采自中国湖北省7个县、市的206株小麦赤霉病菌样品进行单孢分离与鉴定,并采用菌丝生长速率法随机测定了其中100株菌株对多菌灵、戊唑醇和咪鲜胺的敏感性,建立了其敏感基线。结果表明:多菌灵、戊唑醇和咪鲜胺对湖北省小麦赤霉病菌的EC50值范围分别为0.115~0.705、0.006~1.356和0.002~0.370 μg/mL,平均值分别为0.248、0.181和0.040 μg/mL;供试100株小麦赤霉病菌对3种药剂的敏感性频率均呈单峰拟正态分布,因此可将所得各EC50平均值分别作为湖北省小麦赤霉病菌对3种药剂的敏感基线参考值。以各药剂EC50平均值的10倍作为敏感性鉴别浓度,对2015及2016年湖北省小麦赤霉病菌的敏感性进行了监测,在该鉴别浓度下,多菌灵、戊唑醇和咪鲜胺对2015年小麦赤霉病菌的平均抑制率分别为100%、85.14%和82.35%,对2016年小麦赤霉病菌的平均抑制率分别为100%、76.67%和73.62%。研究表明,虽然戊唑醇和咪鲜胺对2016年小麦赤霉病菌的抑制率略有下降,但整体而言,湖北省小麦赤霉病菌对多菌灵、戊唑醇及咪鲜胺仍具有较高的敏感性。     

禾谷镰刀菌CYP51A基因对五种三唑类杀菌剂敏感性的影响

为进一步明确14α-脱甲基酶编码基因CYP51A在禾谷镰刀菌Fusarium graminearum对三唑类杀菌剂敏感性中的作用,利用Split-marker方法敲除禾谷镰刀菌CYP51A基因并获得敲除CYP51A基因的禾谷镰刀菌ΔFgCYP51A菌株,比较该菌株和野生型菌株PH-1对5种三唑类杀菌剂的敏感性变化。结果表明,ΔFgCYP51A菌株对丙环唑、戊唑醇、烯唑醇、三唑醇和三唑酮的EC₅₀分别为0.024、0.047、0.148、0.154和0.474 mg/L。ΔFgCYP51A菌株对戊唑醇、三唑醇、三唑酮和丙环唑的敏感性均显著增加,而对烯唑醇的敏感性无明显变化。表明FgCYP51A基因与禾谷镰刀菌对三唑类杀菌剂的敏感性有关。     

禾谷镰刀菌脂质转运蛋白Vps13的功能分析

 Vps13蛋白家族是真核生物中高度保守的一类脂质转运蛋白,其在丝状真菌中的功能尚不清楚。小麦赤霉病主要由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)引起,是小麦最重要病害之一。禾谷镰刀菌含有酿酒酵母VPS13的一个同源基因FgVPS13。通过同源重组的方法获得禾谷镰刀菌FgVPS13敲除突变体。研究表明,FgVPS13敲除突变体出现生长、产孢和有性生殖的缺陷。FgVPS13敲除突变体在小麦胚芽鞘和麦穗上的致病力下降,产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)毒素含量也明显降低。而且,FgVPS13抑制线粒体自噬。总之,FgVPS13参与调控禾谷镰刀菌菌丝生长、无性和有性生殖、致病力和线粒体自噬。