小麥白粉病菌對氟唑菌酰羥胺的敏感基線建立

摘要

氟唑菌酰羥胺是一種新型琥珀酸脫氫酶抑制劑（succinate"dehydrogenase"inhibitor，"SDHI）類殺菌劑，2019年在我國登記在小麥上防治赤霉病，為明確其對小麥白粉病的潛在防治效果，以及為監測小麥白粉病菌群體對其是否產生抗藥性，本文采用離體葉段法測定了2000年前和2019年采自我國河南、山東等9省市的110株小麥白粉病菌菌株對氟唑菌酰羥胺的敏感性。結果表明，采自2019年的88株菌株，其EC50范圍為0.010"2～0.766"8"μg/mL，平均EC50為（0.224"3±0.179"6）μg/mL;采自2000年前的22株菌株，其EC50范圍為0.052"1～0.882"4"μg/mL，平均EC50為（0.356"3±0.279"6）μg/mL;兩組菌株群體間的敏感性無顯著差異。氟唑菌酰羥胺對110株菌株的EC50范圍為0.010"2～0.882"4"μg/mL，平均EC50為（0.250"7±0.210"3）μg/mL，敏感性頻率分布呈單峰曲線，可作為小麥白粉病菌對氟唑菌酰羥胺的敏感基線。本研究結果可為氟唑菌酰羥胺防治小麥白粉病以及未來監測該病原菌對藥劑的抗性提供參考依據。

關鍵詞

氟唑菌酰羥胺;"小麥白粉病菌;"敏感基線

中圖分類號：

S"435.121.46

文獻標識碼："A

DOI："10.16688/j.zwbh.2023056

Baseline"sensitivity"of"Blumeria"graminis"f.sp."tritici"to"pydiflumetofen"in"China

DU"Xiaoxiao1，2#，"ZHANG"Xinying1，2#，"DING"Cheng1，"ZHANG"Meihui1，"WANG"Aolin1，"YUAN"Junhai2，WENG"Qiaoyun2，"FAN"Jieru1*，"LIU"Wei1*，"ZHOU"Yilin1

（1."State"Key"Laboratory"for"Biology"of"Plant"Diseases"and"Insect"Pests，"Institute"of"Plant"Protection，"

Chinese"Academy"of"Agricultural"Sciences，"Beijing"100193，"China;"2."College"of"Agriculture"and"

Forestry"Science"and"Technology，"Hebei"North"University，"Zhangjiakou"075000，"China）

Abstract

Pydiflumetofen"is"a"succinate"dehydrogenase"inhibitor"（SDHI），"which"was"registered"for"controlling"Fusarium"head"blight"in"wheat"in"2019"in"China."To"clarify"the"potential"control"effect"on"wheat"powdery"mildew"and"monitor"resistance"of"Blumeria"graminis"f.sp."tritici"（Bgt）"to"pydiflumetofen，"the"sensitivities"of"110"Bgt"isolates"collected"from"nine"provinces"such"as"Henan，"Shandong"and"so"on"in"2019"and"before"2000，"were"determined"by"detached"leaf"segments"method."The"EC50values"of"pydiflumetofen"against"88"Bgt"isolates"collected"in"2019"ranged"from"0.010"2"to"0.766"8"μg/mL，"and"the"mean"EC50"value"was"（0.224"3±0.179"6）"μg/mL."The"EC50values"of"pydiflumetofen"against"22"Bgt"isolates"collected"before"2000"ranged"from"0.052"1"to"0.882"4"μg/mL，"and"the"mean"EC50"value"was"（0.356"3±0.279"6）"μg/mL，"while"there"was"no"significant"difference"on"EC50values"between"2019"and"before"2000."The"EC50"values"of"110"Bgt"isolates"to"pydiflumetofen"ranged"from"0.010"2"to"0.882"4"μg/mL，"and"the"mean"EC50"value"was"（0.250"7±0.210"3）"μg/mL."The"frequency"distribution"of"EC50"values"of"110"Bgt"isolates"to"pydiflumetofen"showed"a"unimodal"curve"and"could"be"regarded"as"the"baseline"sensitivity."The"above"results"provides"data"support"for"controlling"wheat"powdery"mildew"and"monitoring"the"pydiflumetofen"resistance"of"Bgt.

Key"words

pydiflumetofen;"Blumeria"graminis"f.sp."tritici;"baseline"sensitivity

由專性寄生真菌禾布氏白粉菌小麥專化型"Blumeria"graminis"f.sp."tritici（Bgt）引起的小麥白粉病是典型的氣傳多循環病害，2000年以來在我國的年發生面積為515萬～870萬hm2，對小麥生產造成嚴重危害［1］。化學防治因其能在短時間內對大面積發生的病害進行有效控制，見效快、防效穩定，仍是小麥白粉病防治的重要手段之一。

氟唑菌酰羥胺（pydiflumetofen）是由先正達公司（現屬中國化工）2016年研發出的一種新型琥珀酸脫氫酶抑制劑（succinate"dehydrogenase"inhibitors，SDHI）類殺菌劑［2］，該殺菌劑通過抑制病原菌琥珀酸脫氫酶活性，抑制呼吸鏈復合物Ⅱ中的泛醌還原反應，進而影響三羧酸循環，干擾線粒體呼吸作用，阻礙其能量代謝，進而抑制病原菌生長［3］。氟唑菌酰羥胺高效低毒，還具有內吸性和安全性等優點，殺菌譜廣，對多種植物病原菌具有很好的抑制活性［23］，在國外，氟唑菌酰羥胺已經登記用于防治小麥白粉病、銹病、葉斑病和赤霉病等多種病害。但是，由于SDHIs殺菌劑作用位點單一，使用廣泛，抗性問題日益突出，已被殺菌劑抗性行動委員會（Fungicide"Resistance"Action"Committee，"FRAC）歸為中等至高抗性風險殺菌劑［4］。因此，明確病原菌對氟唑菌酰羥胺的敏感基線，監測病原菌對該殺菌劑的抗藥性，能夠為藥劑的合理施用提供依據。

氟唑菌酰羥胺在我國已于2019年12月在小麥上登記，用于防治赤霉病［5］。由于在防治時期，大田中常常混合發生白粉病、銹病等，為研究其對小麥白粉病的防治效果，監測小麥白粉病菌對其產生抗藥性的情況，本研究通過測定我國小麥白粉病菌群體對氟唑菌酰羥胺的敏感性，建立小麥白粉病菌對氟唑菌酰羥胺的敏感基線，為該藥劑在小麥白粉病防治中的合理用藥和抗藥性監測提供依據。

1"材料與方法

1.1"供試材料

小麥白粉病菌菌株，共110株，其中88株為2019年采自我國河南、山東、湖北、北京、河北、江蘇、青海、陜西、甘肅等9省市（表1），22株為2000年以前采集的菌株，采集自河南、北京、貴州、云南、四川、新疆等省市，均保存于中國農業科學院植物保護研究所麥類病害研究組。

小麥白粉病高感品種‘京雙16’，由中國農業科學院植物保護研究所麥類病害研究組提供。

200"g/L氟唑菌酰羥胺（pydiflumetofen）懸浮劑，瑞士先正達作物保護有限公司。

1.2"試驗方法

1.2.1"供試藥劑的配制

將200"g/L氟唑菌酰羥胺懸浮劑用無菌水進行系列梯度稀釋至0.025、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2"μg/mL，用于敏感性測定。

1.2.2"小麥離體葉段的制備

無菌苗種植：將‘京雙16’播種于直徑15"cm的盆中，用玻璃罩和8層紗布隔離，置于18～22℃的溫室中培養4～6"d，待小麥長至一葉一心期，備用。

離體葉段準備：剪取一葉一心期的無菌小麥苗第一片葉中部4"cm葉段，用于敏感性測定。

1.2.3"小麥白粉病菌分生孢子擴繁

將供試菌株的分生孢子采用抖接法接種于生長至一葉一心期的盆栽無菌苗上，在18～22℃的溫室中培養5"d，待葉片上出現侵染點后，剪取長有侵染點的葉段，正面朝上擺放在含60"μg/mL苯并咪唑的0.5%水瓊脂培養基（WA）上，置于培養箱中，18℃、光周期L∥D=16"h∥8"h條件下培養6"d后收集孢子粉，用于敏感性測定。

1.2.4"小麥白粉病菌對氟唑菌酰羥胺的敏感性測定

敏感性測定采用離體葉段浸藥法。將準備好的4"cm長的離體葉段浸泡于已配制好的系列濃度的氟唑菌酰羥胺藥液中30"min，每個濃度6片葉段，以無菌水浸泡處理為對照，晾干后，正面向上平鋪在含有60"μg/mL苯并咪唑的0.5%水瓊脂平板上，置于接種桶（直徑18"cm高20"cm）內接種，將50"μL新鮮收集的分生孢子吹出，使其自然沉降到葉片上，然后置于培養箱中18℃、光周期L∥D=16"h∥8"h條件下培養8"d后記錄葉段的發病嚴重度，即病斑面積占葉片總面積的百分比。

1.2.5"數據分析

1）藥劑對小麥白粉病菌的抑制中濃度EC50的計算：計算各藥劑濃度處理下的抑制率，抑制率=（1-處理葉段平均發病嚴重度/對照葉段平均發病嚴重度）×100%;將抑制率轉換為幾率值;以抑制率的幾率值為y，藥劑濃度的對數為x，得到回歸方程y=ax+b和相關系數r，并根據回歸方程計算藥劑對病菌的抑制中濃度EC50。

2）不同群體的EC50差異分析：氟唑菌酰羥胺對不同省份小麥白粉病菌的EC50的差異顯著性分析利用R"Gui"4.2.0軟件“agricolae”包的LSD法進行多重比較;而不同年份群體的EC50差異分析，因兩年份數據樣本量不均衡，采用非參數檢驗（Wilcoxon秩和檢驗，R"Gui"4.2.0"wilcox.test函數）。

2"結果與分析

2.1"2019年采集的不同省份小麥白粉病菌對氟唑菌酰羥胺的敏感性

2019年采自我國9省市的88株供試菌株對氟唑菌酰羥胺的敏感性分布如表1所示，采自湖北省的菌株群體平均EC50值最大，為（0.381"7±0.234"7）μg/mL，其次為青海、甘肅和江蘇的菌株群體，平均EC50值分別為（0.234"0±0.173"0）（0.213"8±0.149"6）μg/mL和（0.209"8±0.132"8）μg/mL，山東、河南、京冀和陜西的菌株群體的平均EC50值較小，分別為（0.183"9±0.133"9）（0.178"2±0.149"4）（0.164"7±0.159"7）μg/mL和（0.159"7±0.111"6）μg/mL，除湖北菌株群體顯著高于其他省之外，其余各省份的敏感性之間無顯著性差異。

2.2"2019年和2000年以前采集的小麥白粉病菌群體對氟唑菌酰羥胺的敏感性比較

結果如表2所示，采集自2019年的88個菌株的EC50范圍為0.010"2～0.766"8"μg/mL，平均EC50為（0.224"3±0.176"0）μg/mL;采集自2000年以前的22個菌株的EC50范圍為0.052"1～0.882"4"μg/mL，平均EC50為（0.356"3±0.279"6）μg/mL，通過秩和檢驗分析，不同年份采集的小麥白粉病菌群體對氟唑菌酰羥胺的敏感性無顯著性差異（P"="0.065）。

2.3"供試小麥白粉病菌菌株對氟唑菌酰羥胺的敏感性頻率分布

由于2019年的88個菌株和2000年以前采集的22個菌株對氟唑菌酰胺的敏感性之間沒有顯著性差異，因此將所有供試菌株的敏感性合并分析，其EC50范圍在0.010"2～0.882"4"μg/mL，平均EC50為（0.250"7±0.210"3）μg/mL（表2），供試菌株的敏感性分布呈單峰曲線（圖1）。由于氟唑菌酰羥胺于2019年12月在我國登記，本研究中的供試菌株均為未施用過氟唑菌酰羥胺的菌株，敏感性可以作為氟唑菌酰羥胺的敏感性基線，即（0.250"7±0.210"3）μg/mL。

3"結論與討論

琥珀酸脫氫酶抑制劑（SDHIs）是一類能夠抑制病原菌呼吸鏈上琥珀酸到泛醌的電子傳遞，阻斷其能量代謝，進而抑制病菌生長的化合物［3，6］。氟唑菌酰羥胺（pydiflumetofen）是先正達公司研發的首個苯基乙基吡唑芳酰胺類SDHI類殺菌劑［2］，具有高效、低毒、內吸和安全等優點，且殺菌譜廣，對多種植物病原菌具有很好的抑制活性，可用于谷物、馬鈴薯、蔬菜和特種作物等，防治包括赤霉病、早疫病、白粉病、菌核病、褐斑病、葉斑病等在內的多種病害［23，7］。目前在我國已經在小麥赤霉病、油菜菌核病、馬鈴薯早疫病、番茄灰霉病、西瓜白粉病、黃瓜白粉病等多種作物的多種病害上都有登記［5］，且其登記范圍還在繼續增加。但是目前關于氟唑菌酰羥胺防治白粉病的研究報道較少，有研究表明，在田間單次施用200"g/L氟唑菌酰羥胺懸浮劑和275"g/L氟唑菌酰羥胺·丙環唑懸浮乳劑，對小麥白粉病有90%左右的防治效果［8］。本研究結果明確了氟唑菌酰羥胺對我國小麥白粉病菌的平均EC50為（0.250"7±0.210"3）μg/mL，表明氟唑菌酰羥胺對小麥白粉病具有良好的抑菌活性，是潛在的小麥白粉病防治藥劑。本研究中也發現，2019年采集的湖北省的菌株的敏感性顯著高于其他省份的菌株，由于供試的14個菌株中武漢市5個菌株，襄陽市8個菌株，而襄陽的菌株采集點較為集中，可能來源于相同的發病中心，遺傳背景相似，敏感性較低的菌株相對集中，從而引起了這種差異。

由于SDHIs殺菌劑作用位點單一，使用廣泛，抗性問題日益突出，已被殺菌劑抗性行動委員會歸為中等至高抗性風險殺菌劑，推薦田間使用時，一個生長季節只能使用一次該類藥劑，以減緩病原菌抗藥性產生［4］。氟唑菌酰羥胺于2019年12月在我國登記用于防治小麥赤霉病，投入市場2年后，在2021年采集的赤霉病菌Fusarium"graminearum中已經檢測到抗藥性菌株［9］。而麥類白粉病是典型的氣傳多循環病害，病原菌是專性寄生真菌禾布氏白粉菌，病原菌的無性世代周期短，產孢量大，且分生孢子可通過氣流遠距離傳播，同時生活史中具有有性階段;基于以上生物學特性，FRAC將小麥白粉病菌列為高抗性風險病原菌［10］。不同作用機制的殺菌劑，包括甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑（quinone"outside"inhibitors，QoIs），甾醇脫甲基化抑制劑（sterol"demethylation"inhibitors，DMIs），胺類殺菌劑（amines）等幾類殺菌劑，在使用2～5年后，小麥白粉病菌都對其產生了抗藥性，進一步證實了小麥白粉病菌的高抗性風險［11］。

由于麥類白粉病菌是高抗性風險病原菌，氟唑菌酰羥胺是中到高抗性風險殺菌劑，因此，氟唑菌酰羥胺在麥田使用時，也亟須監測白粉病菌對氟唑菌酰羥胺的抗藥性產生及發展情況。本文明確了白粉病菌對氟唑菌酰羥胺的敏感基線，研究結果為此藥劑的抗藥性監測奠定了基礎。

參考文獻

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