8-羥基喹啉鈣對馬鈴薯晚疫病菌和黃瓜細菌性角斑病菌的室內(nèi)毒力測定

(長江大學農(nóng)學院，湖北 荊州 434025；農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)微生物資源收集與保藏重點實驗室，北京 100081)

萬偉杰，孫正祥，周燚

(長江大學農(nóng)學院，湖北 荊州 434025)

由致病疫霉菌(Phytophthorainfestans)侵染引起的馬鈴薯晚疫病(Potato late blight)在全球各馬鈴薯產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生，每年造成的損失可達幾十億美元[1]。馬鈴薯作為僅次于小麥、水稻和玉米[2]的四大糧食作物之一，其重要性不言而喻，而馬鈴薯晚疫病菌致使馬鈴薯的莖部、葉片死亡以及塊莖腐爛[3～5]，對馬鈴薯的生產(chǎn)具有毀滅性的危害。19世紀40年代愛爾蘭因該病流行爆發(fā)，100多萬人餓死，200萬人逃往海外[6]。目前，國內(nèi)外對馬鈴薯晚疫病的防治仍以化學農(nóng)藥為主[7,8]，由此導致的抗藥性、環(huán)境污染、食品安全等問題愈發(fā)受到大眾的重視[9,10]。

由丁香假單胞桿菌黃瓜致病變種(Pseudomonassyringaepv.lachrymans)引起的黃瓜細菌性角斑病(Cucumber bacterial angular leaf spot)在我國東北、內(nèi)蒙古、華北及華東地區(qū)普遍發(fā)生。黃瓜細菌性角斑病于1950年左右已經(jīng)在中國有了描述，此后與之相關的研究報道并不多。直到20世紀80年代左右，黃瓜細菌性角斑病在東北三省等地大面積發(fā)生，至此才引起人們高度關注[11]。黃瓜角斑病幾乎可以發(fā)生在黃瓜整個生育期，大都危害葉片、莖蔓、葉柄和卷須，有時也會危害到果實[12～14]。因此，防治黃瓜細菌性角斑病是能夠保證黃瓜產(chǎn)量的重要舉措。

近20年，少有新的細菌性藥劑開發(fā)，因此開發(fā)新的殺菌劑及相關產(chǎn)品具有重要的意義。8-羥基喹啉鈣雖然在2012年既已合成，但并沒有涉及其農(nóng)業(yè)應用。為此，筆者采用8-羥基喹啉鈣對馬鈴薯晚疫病和黃瓜細菌性角斑病進行了室內(nèi)活性生物測定試驗，以明確該化合物在農(nóng)業(yè)病害防治上的前景，為田間防治提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試菌株采用長江大學農(nóng)學院植物與微生物互作實驗室保種的馬鈴薯晚疫病菌和黃瓜細菌性角斑病菌。

室內(nèi)毒力測定使用培養(yǎng)基均為同一批次配制使用。

PDA培養(yǎng)基：土豆200g、葡萄糖20g、瓊脂18g， 加蒸餾水至1000mL，121℃滅菌20min。

NA培養(yǎng)基： 牛肉膏3g、蛋白胨10g、氯化鈉5g、瓊脂18g，加蒸餾水至1000mL，121℃滅菌20min。

供試藥劑基本信息詳見表1。

表1 供試藥劑信息

1.2 試驗方法

1.2.1 供試藥劑對馬鈴薯晚疫病菌的室內(nèi)毒力測定

采用菌絲生長速率法[15]測定8-羥基喹啉鈣對馬鈴薯晚疫病菌的室內(nèi)毒力。首先對試驗藥劑的質(zhì)量濃度進行初步篩選，根據(jù)結(jié)果確定藥劑的毒力測定使用質(zhì)量濃度，共設置4個質(zhì)量濃度梯度(3.9、7.8、15.6、31.3μg/mL)，重復3皿。將試驗藥劑配成所需母液，再按需配成相應使用質(zhì)量濃度，待PDA培養(yǎng)基冷卻至45℃，加入相應的8-羥基喹啉鈣藥液，混勻，即成系列含藥平板，以加藥劑喹啉銅的含藥PDA平板(4.7μg/mL)為陽性對照，以不加藥的PDA平板為陰性對照。

在培養(yǎng)5d后，選用直徑為8mm菌餅分別接種于8-羥基喹啉鈣系列質(zhì)量濃度的PDA平板中心，每皿1個，放置28℃光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)。培養(yǎng)9d后，用十字交叉法測量菌落直徑，每處理3次重復，并計算抑菌率。

通過DPS軟件，求出藥劑的毒力回歸方程(y=ax+b)、相關系數(shù)(R)、藥劑對菌的抑制中質(zhì)量濃度(EC50)[16]。

1.2.2 供試藥劑對黃瓜細菌性角斑病的室內(nèi)毒力測定

采用菌落生長數(shù)量法[17]測定8-羥基喹啉鈣對黃瓜細菌性角斑病菌的室內(nèi)毒力。將8-羥基喹啉鈣母液稀釋為系列質(zhì)量濃度，按照一定的比例分別加入到滅菌熱熔冷卻至50℃左右的NA培養(yǎng)基中，制成系列質(zhì)量濃度(0.39、0.78、1.56、3.13μg/mL)的含藥NA平板，以加藥劑喹啉銅的含藥NA平板(0.47μg/mL)為陽性對照，以不加藥的NA平板為陰性對照。取培養(yǎng)3d的黃瓜細菌性角斑病菌菌液，分別接種50μL于喹啉鈣系列質(zhì)量濃度的NA平板上，涂抹均勻。將各平板置于恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)，25℃黑暗條件下培養(yǎng)3d，測量并記錄菌落直徑。各處理3次重復，并計算抑菌率。

通過DPS軟件，求出藥劑的毒力回歸方程(y=ax+b)、相關系數(shù)(R)、藥劑對菌的抑制中質(zhì)量濃度(EC50)。

2 結(jié)果與分析

2.1 8-羥基喹啉鈣對馬鈴薯晚疫病的室內(nèi)毒力

采用菌絲生長速率法測定喹啉鈣對馬鈴薯晚疫病菌的室內(nèi)毒力，結(jié)果顯示， 3.9、7.8、15.6、31.3μg/mL的8-羥基喹啉鈣均對馬鈴薯晚疫病菌具有良好的抑菌作用，在8-羥基喹啉鈣質(zhì)量濃度為31.3μg/mL時，其抑菌作用達到了100%(見圖1、表2)。經(jīng)統(tǒng)計分析可知，8-羥基喹啉鈣對馬鈴薯晚疫病菌的毒力回歸方程為y= 5.9886x+0.2166 (R=0.9355)。當質(zhì)量濃度為31.3μg/mL時，8-羥基喹啉鈣對馬鈴薯晚疫病菌的毒力最強，EC50為6.2915μg/mL。

表2 8-羥基喹啉鈣對馬鈴薯晚疫病菌菌絲生長的相對抑制率

圖1 不同處理下的馬鈴薯晚疫病菌菌絲生長情況

2.2 8-羥基喹啉鈣對黃瓜細菌性角斑病菌的室內(nèi)毒力

采用菌落生長數(shù)量法測定了8-羥基喹啉鈣對黃瓜細菌性角斑病菌的室內(nèi)毒力。結(jié)果顯示，0.39、0.78、1.56、3.13μg/mL的8-羥基喹啉鈣對黃瓜細菌性角斑病菌的菌落生長均具有一定的抑制效果，其中在質(zhì)量濃度為3.13μg/mL時，毒力最強，其抑菌率達97.30%(見圖2、表3)。經(jīng)統(tǒng)計分析可知，8-羥基喹啉鈣對黃瓜細菌性角斑病菌的毒力回歸方程為y=2.3760x+5.9077(R=0.9710)，其有效抑制中質(zhì)量濃度EC50為0.4149μg/mL。

表3 8-羥基喹啉鈣對黃瓜細菌性角斑病菌菌落生長的相對抑制率

圖2 不同處理下的黃瓜細菌性角斑病菌菌落生長情況

3 討論與結(jié)論

目前，市場上防治農(nóng)作物細菌性病害的殺菌劑品種主要包括4類：①無機鹽制劑。其中最常用的是銅制劑，該類藥劑目前正逐漸被安全的藥劑所取代。②農(nóng)用抗生素如鏈霉素、春雷霉素、中生菌素等。這些農(nóng)用抗生素過多使用致使病害產(chǎn)生嚴重的抗藥性，所以國家正逐步禁止這些抗生素的使用。③葉枯唑系列殺菌劑。這類殺菌劑是目前防治細菌性病害的化學藥劑中的主流產(chǎn)品，防治效果好且安全性高，但防治成本較高，而且如果使用超過20a，在一定程度上需要與其他藥劑輪換使用以減少抗藥性。④8-羥基喹啉銅。該藥劑能同時防治番茄晚疫病、葡萄霜霉病等真菌性病害以及黃瓜細菌性角斑病、柑橘潰瘍病等細菌性病害，是到目前為止經(jīng)過實際檢驗證明防治細菌性病害有效的最新藥劑。

該研究采用菌絲生長速率法測定8-羥基喹啉鈣對馬鈴薯晚疫病菌的室內(nèi)毒力，其有效抑制中質(zhì)量濃度EC50為6.2915μg/mL；采用菌落生長數(shù)量法測定了8-羥基喹啉鈣對黃瓜細菌性角斑病菌的室內(nèi)毒力，有效抑制中質(zhì)量濃度EC50為0.4149μg/mL。8-羥基喹啉鈣對馬鈴薯晚疫病菌和黃瓜細菌性角斑病菌的抑菌效果均高于對照藥劑喹啉銅，說明8-羥基喹啉鈣在防治馬鈴薯晚疫病和黃瓜細菌性角斑病上具有良好的應用前景。