貴州省煙草黑脛病菌對甲霜靈的抗藥性

孟建玉, 汪漢成, 賈蒙驁, 曹 毅, 商勝華*, 趙 陽

(1. 貴州省煙草科學研究院, 貴陽 550081; 2. 江蘇中煙工業(yè)有限責任公司, 南京 210019)

貴州省煙草黑脛病菌對甲霜靈的抗藥性

孟建玉1, 汪漢成1, 賈蒙驁1, 曹 毅1, 商勝華1*, 趙 陽2

(1. 貴州省煙草科學研究院, 貴陽 550081; 2. 江蘇中煙工業(yè)有限責任公司, 南京 210019)

為了明確貴州地區(qū)煙草黑脛病菌對甲霜靈的抗藥性水平,從貴州省12個市、縣采集黑脛病病株,經分離純化鑒定,獲得98株黑脛病菌株,采用生長速率法測定其對甲霜靈的敏感性。結果表明,采自不同地區(qū)的菌株對甲霜靈的敏感性差異較大,各供試菌株的EC50值分布范圍為0.419 2～20.486 1 μg/mL；各地區(qū)平均EC50在0.551 9～10.986 0 μg/mL之間；最低抗藥性水平為1.00,最高抗藥性水平為48.87,相差48.87倍,各地區(qū)平均抗藥性水平在1.32～26.21之間。遵義、興仁、貴定、赫章和興義有抗甲霜靈菌株出現(xiàn),除遵義部分菌株的抗性水平表現(xiàn)為高抗外,其余菌株對甲霜靈產生的抗性均處于中抗水平。

煙草黑脛病菌； 甲霜靈； 抗藥性

煙草黑脛病(Phytophthoraparasiticavar.nicotianae)是一種分布廣泛、危害嚴重的世界性煙草主要病害,在我國除東北煙區(qū)零星發(fā)生外,其他煙區(qū)均有發(fā)生[1],目前主要通過化學農藥進行防治。甲霜靈(metalaxyl)系列殺菌劑是防治煙草黑脛病的主要有效藥劑,但由于該類藥劑屬于特異性位點抑制劑,對病原菌的作用位點單一,長期使用容易使病原菌對其產生抗藥性,導致防治效果下降[2-3]。Shew[4-5]發(fā)現(xiàn)隨著甲霜靈使用年限增加,ED50逐年升高,在0～3年中分別為0.3、0.4、0.7和1.2 μg/mL,證明連續(xù)使用甲霜靈會降低黑脛病菌對藥劑的敏感性,即抗藥性增加。Ferrin等[6]發(fā)現(xiàn)原始敏感菌系在甲霜靈用量為1 μg/mL時孢子囊形成就受到強烈抑制,而抗甲霜靈菌系在1、10和100 μg/mL用藥量下都不受抑制。在國內,由于生產上使用農藥種類較單一,云南、安徽、四川等地的煙草黑脛病菌已對甲霜靈產生了抗性,為達防治目標必須加大用藥量[7-9]。貴州是我國重要的煙葉產地,一旦黑脛病菌普遍對甲霜靈產生抗性,將對該地區(qū)的煙葉產業(yè)造成嚴重影響。目前關于貴州煙草黑脛病菌對甲霜靈的抗性水平尚未明確,為此,本研究對貴州不同地區(qū)的煙草黑脛病菌進行了抗藥性檢測,以期為指導煙草黑脛病的防治及田間病菌抗藥性風險評估提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試菌株及藥劑

供試菌株：分別從貴州省的遵義、興仁、貴定、赫章、興義、大方、務川、黔西、貞豐、金沙、凱里、織金12個市縣采集患煙草黑脛病的煙株,保留患病的莖稈部分,在室內對其病原菌進行分離、純化,于常溫下試管保存?zhèn)溆肹10]。共獲得各地煙草黑脛病菌株98株。

供試藥劑：98%甲霜靈(metalaxyl)原藥,由貴州省農業(yè)科學院提供。

1.2 培養(yǎng)基

燕麥瓊脂培養(yǎng)基：參考鄭小波[10]的方法。稱取燕麥片100 g,加入2 000 mL去離子水,在60 ℃恒溫水浴鍋中加熱1 h后,用4層紗布過濾去渣,濾液用去離子水定容至2 000 mL,將其倒入全自動培養(yǎng)基制備機,加入瓊脂粉36 g,121 ℃滅菌30 min,然后用全自動平皿分裝機系統(tǒng)進行平板分裝。

含藥燕麥瓊脂培養(yǎng)基配制：先將98%甲霜靈以丙酮為溶劑配成濃度為10 000 μg/mL的母液,置4 ℃冰箱中備用。測定時根據燕麥瓊脂培養(yǎng)基的用量,吸取一定量的藥劑母液,加入熔化并冷卻至60 ℃的培養(yǎng)基中,配成含甲霜靈最終有效濃度為0.1、0.25、0.5、1.0、2.5和5 μg/mL的系列含藥培養(yǎng)基。

1.3 敏感性測定方法

采用菌絲生長速率法測定[11]。將供試菌株接種于燕麥瓊脂平板上,28 ℃黑暗條件下培養(yǎng)7 d后,用無菌打孔器切取直徑為5 mm的菌餅,將菌餅正面朝下分別移到含甲霜靈濃度為0.1、0.25、0.5、1.0、2.5和5 mg/L的燕麥瓊脂平板中央,以不含藥平板為空白對照, 28 ℃恒溫下暗培養(yǎng),5 d后測量各處理的菌落直徑,計算藥劑對菌絲生長的抑制率。抑制率(%)=[1-(藥劑處理的菌落直徑-5)/(空白對照的菌落直徑-5)]×100。每處理重復3次。

用各處理藥劑濃度的對數值和菌絲生長抑制率的幾率值進行線性回歸分析,計算出甲霜靈對各參試菌株的抑制中濃度EC50[9]。抗性水平=供試菌株EC50/ 敏感菌株EC50,由于自然界中很難采集到未施藥的敏感對照菌株,所以本文將所測菌株中最敏感菌株的EC50(0.4192 μg/mL)作為敏感基線[12-13]。抗性表型劃分：敏感,EC50≤5.0 μg/mL；中抗,5.0 μg/mL10.0 μg/mL。根據抗性表型將供試菌株劃分為敏感性菌株和抗性菌株。再根據抗性菌株在群體中出現(xiàn)的頻率計算出抗性菌株頻率。某地抗性菌株頻率(%)=某地抗性菌株數/該地供試菌株數×100[14]。

2 結果與分析

2.1 煙草黑脛病菌對甲霜靈的敏感性

貴州省不同煙草種植地區(qū)黑脛病菌對甲霜靈的敏感性差異很大。甲霜靈對所有供試菌株的EC50分布范圍為0.419 2～20.486 1 μg/mL,平均EC50為3.378 9 μg/mL。最大EC50為20.486 1 μg/mL(Y=4.555 9+0.338 7X,r=0.980 1),菌株來源于遵義；最小EC50為0.419 2 μg/mL(Y=5.460 6+1.219 8X,r=0.955 2),菌株來源于貴定,最大EC50和最小EC50之間相差48.87倍(圖1)。各地區(qū)平均EC50在0.551 9～10.986 0 μg/mL之間,織金菌株的平均EC50為0.551 9 μg/mL,遵義菌株的平均EC50為10.986 0 μg/mL,其他各地區(qū)介于這兩個地區(qū)之間(表1)。

圖1 貴州省煙草黑脛病菌對甲霜靈的敏感性分布

2.2 煙草黑脛病菌對甲霜靈的抗性水平

貴州省各地區(qū)供試黑脛病菌對甲霜靈的平均抗性水平在1.32～26.21之間,平均抗性水平最低的為織金,最高的為遵義(圖2)。供試的98個菌株中對甲霜靈最低的抗性水平為1.00,最高抗性水平為48.87(表2),相差48.87倍。其中,遵義的抗性水平在14.49～48.87之間,興仁的抗性水平在1.79～22.04之間,貴定的抗性水平在1.00～19.95,赫章的抗性水平在4.51～16.26之間,興義的抗性水平在3.68～12.02之間,大方的抗性水平在1.04～10.51之間,務川的抗性水平在1.34～6.24之間,黔西的抗性水平在1.63～6.68之間,貞豐的抗性水平在3.50～4.89之間,金沙的抗性水平在1.22～4.66之間,凱里的抗性水平在2.81～3.72之間,織金的抗性水平為1.32。其中,抗性水平最低的菌株來源于貴定,抗性水平最高的菌株來源于遵義(表2)。

表1貴州省不同地區(qū)煙草黑脛病菌對甲霜靈的敏感性比較

Table1ComparisonofthesensitivityofP.parasiticacollectedfromdifferentdistrictsinGuizhouProvincetometalaxyl

地區(qū)District菌株數No．ofisolatesEC50分布范圍/μg·mL-1EC50EC50平均值/μg·mL-1AverageEC50遵義Zunyi76．0744～20．486110．9860興仁Xingren410．7514～9．24073．6452貴定Guiding60．4192～8．36422．9625赫章Hezhang61．8899～6．81693．6632興義Xingyi61．5426～5．03713．0603大方Dafang60．4361～4．40211．6551務川Wuchuan70．5631～2．85891．4228黔西Qianxi70．6844～2．80171．6026貞豐Zhenfeng41．4689～2．05111．7299金沙Jinsha40．5134～1．95391．0264凱里Kaili31．1781～1．56121．3257織金Zhijin10．5519～0．55190．5519

圖2 貴州省不同地區(qū)煙草黑脛病菌對甲霜靈的平均抗性水平

2.3 不同地區(qū)抗性菌株頻率分布

貴州省各地區(qū)抗性菌株頻率統(tǒng)計結果表明,大方、務川、黔西、貞豐、金沙、凱里、織金的煙草黑脛病菌株未對甲霜靈產生抗性,其余各地區(qū)均出現(xiàn)了一定比例抗性菌株,其中以遵義的抗性菌株頻率最高,達100%,其次是興仁的抗性菌株頻率為21.95%,貴定、赫章和興義的抗性菌株頻率均為16.67%。興仁、貴定、赫章、興義大部分菌株對甲霜靈仍表現(xiàn)為敏感,只有少部分的菌株產生了中抗；遵義的所有供試菌株均對甲霜靈產生了抗性,呈現(xiàn)為中抗或高抗,其抗性頻率分別為57.14%和42.86%(表2)。

表2貴州省不同地區(qū)煙草黑脛病菌對甲霜靈的抗性頻率

Table2ResistancefrequencyofP.parasiticacollectedfromdifferentdistrictsinGuizhouProvincetometalaxyl

地區(qū)District抗性菌株No．ofresistantisolates最低抗性水平Lowestresistancelevel最高抗性水平Highestresistancelevel抗性頻率/%Resistancefrequency不同抗性水平的菌株頻率/%Frequencyofisolateswithdifferentresistancelevels敏感Sensitive中抗Middle高抗High遵義Zunyi714．4948．87 1000．0057．1442．86興仁Xingren91．7922．0421．9578．0521．950．00貴定Guiding11．0019．9516．6783．3316．670．00赫章Hezhang14．5116．2616．6783．3316．670．00興義Xingyi13．6812．0216．6783．3316．670．00大方Dafang01．0410．510．00 1000．000．00務川Wuchuan01．346．240．00 1000．000．00黔西Qianxi01．636．680．00 1000．000．00貞豐Zhenfeng03．504．890．00 1000．000．00金沙Jinsha01．224．660．00 1000．000．00凱里Kaili02．813．720．00 1000．000．00織金Zhijin01．321．320．00 1000．000．00

3 討論

隨著甲霜靈在防治煙草黑脛病上的大量使用,其抗性已成為生產上一個不容忽視的問題。為弄清貴州煙草黑脛病菌對甲霜靈是否產生抗藥性,從貴州12個市縣采集了98株煙草黑脛病菌,對其抗藥性進行了檢測。因為甲霜靈在貴州煙草生產上使用了許多年,采集從未用藥的標準野生敏感菌株很難,本文敏感基線的確定參照文獻[12-13]的方法,將供試菌株中最敏感菌株的EC50作為敏感基線。研究發(fā)現(xiàn),貴州省不同地區(qū)的煙草黑脛病菌對甲霜靈的敏感性差異很大,來自不同地區(qū)的菌株中敏感、中抗和高抗菌株的比例有較大差異,其原因可能與菌株來源、各地用藥水平及防治歷史有關。在抗性水平測定中,遵義、興仁、貴定、赫章和興義有抗甲霜靈菌株出現(xiàn),其中遵義地區(qū)的抗性菌株頻率最高,達到100%,且部分菌株已達到高抗水平；其次為興義地區(qū),其抗性頻率為21.95%。這是因為遵義和興仁為貴州省種植煙草的老煙區(qū),煙農在防治黑脛病時習慣于連年使用甲霜靈,且加大了用藥次數和劑量,給病原菌產生抗藥性創(chuàng)造了極為有利的條件。這也間接說明不同地區(qū)由于用藥程度上存在差別,其抗藥性就存在明顯差別。

根據抗性監(jiān)測結果,目前對于貴州省而言,敏感菌株仍是優(yōu)勢類群,說明貴州省的煙草黑脛病菌尚未大面積對甲霜靈產生抗性,對大部分植煙區(qū)只要加強農業(yè)栽培措施的管理,定期做好抗性監(jiān)測工作,注意甲霜靈與其他農藥的交替和輪換使用,甲霜靈仍可作為防治黑脛病的有效藥劑。但對遵義、興仁、貴定、赫章等已表現(xiàn)中抗、高抗的地區(qū)使用甲霜靈防治黑脛病存在較大的抗性風險,應盡可能減少甲霜靈使用頻次及用量或者直接停止使用,建議生產上使用烯酰嗎啉進行防治[3, 15],最大限度地阻止抗性群體的發(fā)展蔓延。

[1]孔凡玉,朱賢朝,石金開,等. 我國煙草侵染性病害發(fā)生趨勢及防治對策[J]. 中國煙草,1995,16(1)：31-34.

[2]Gisi U, Cohen Y. Resistance to phenylamide fungicides: a case study withPhytophthorainfestansinvolving mating type and race structure [J]. Annual Review of Phytopathology, 1996, 34: 549-572.

[3]戚仁德,丁建成,高智謀,等. 安徽省辣椒疫霉對甲霜靈的抗藥性監(jiān)測[J]. 植物保護學報,2008,35(3)：245-250.

[4]Shew H D. In vitro growth response ofPhytophthoraparasiticavar.nicotianaeisolates to metalaxyl[J]. Plant Disease,1984,68:764-766.

[5]Shew H D. Response ofPhytophthoraparasiticavar.nicotianaeto metalaxyl exposure [J]. Plant Disease, 1985,69:559-562.

[6]Ferrin D M, Wadsworth M L. Effect of metalaxyl on sporulation and growth of metalaxyl-resistant and metalaxyl-sensitive isolates ofPhytophthoraparasiticainvitro[J]. Plant Disease,1992,76:492-495.

[7]王革,鄭小波,陸家云,等. 云南省煙草黑脛病菌對甲霜靈抗性的檢測[J]. 南京農業(yè)大學學報,1997,20(4)：105-107.

[8]馬國勝. 煙草黑脛病菌生理生態(tài)及對甲霜靈抗性監(jiān)測與遺傳研究[D]. 合肥:安徽農業(yè)大學,2002：67-87.

[9]袁潔,楊學輝,何海永,等. 貴州省稻瘟病菌對稻瘟靈的抗藥性研究[J]. 植物保護,2006,32(1)：66-68.

[10]鄭小波. 疫霉菌及其研究技術[M]. 北京：中國農業(yè)出版社,1997.

[11]高智謀,鄭小波,陸家云. 苧麻疫霉對甲霜靈抗性的遺傳研究[J]. 南京農業(yè)大學學報,1997,20(3)：54-59.

[12]曹學仁,趙文娟,周益林,等. 2007年我國部分麥區(qū)小麥白粉菌對三唑酮的抗藥性監(jiān)測[J].植物保護,2008,34(6)：74-77.

[13]李梅云,祝明亮.煙草赤星病菌對菌核凈的抗藥性測定[J].西南農業(yè)學報,2007,20(3)：412-416.

[14]趙曉軍,任璐,周建波,等. 山西省蔬菜灰霉病菌對嘧霉胺的抗藥性檢測[J]. 植物保護,2012,38(5)：120-123.

[15]胡燕,王開運,許學明,等. 烯酰嗎啉對我國煙草黑脛病菌的毒力研究[J]. 農藥學學報,2006,8(4)：339-343.

ResistanceofPhytophthoraparasiticavar.nicotianaetometalaxylinGuizhouProvince

Meng Jianyu1, Wang Hancheng1, Jia Meng’ao1, Cao Yi1, Shang Shenghua1, Zhao Yang2

(1.GuizhouTobaccoResearchInstitute,Guiyang550081,China;2.ChinaTobaccoJiangsuIndustrialCo.,Ltd.,Nanjing210019,China)

In order to investigate the resistance level ofPhytophthoraparasiticavar.nicotianaeto metalaxyl in Guizhou Province, samples of tobacco black shank were collected in major tobacco growing areas in 12 cities and counties of the province, and 98P.parasiticastrains were isolated. The sensitivity of these strains to metalaxyl was determined by mycelial growth rate. The results showed that the sensitivity ofP.parasiticafrom different districts differed significantly, with EC50values ranged from 0.419 2 to 20.486 1 μg/mL and the average EC50value between 0.551 9 and 10.986 0 μg/mL. The lowest and the highest resistance level were 1.00 and 48.87, respectively. The average resistance level ofP.parasiticafrom different districts was between 1.32 and 26.21. The resistant isolates existed in Zunyi, Xingren, Guiding, Hezhang and Xingyi regions. The resistance levels of some strains in Zunyi were high, but the other strains were at the middle resistance level.

Phytophthoraparasiticavar.nicotianae； metalaxyl； fungicide resistance

2013-10-29

：2014-03-20

貴州省科學技術基金(黔科合J字[2011]2336號，黔科合J字[2012]2257號);貴州省煙草公司科技計劃項目(200916，201022)

S 435.72

：ADOI：10.3969/j.issn.0529-1542.2014.05.032

* 通信作者 E-mail: mengjy0417@163.com