树体病害防控岗位

  1 葡萄白粉病菌对三唑类杀菌剂的研究进展

  1.1 三唑类杀菌剂的作用机理

  三唑类杀菌剂同时具有保护和治疗作用，属于麦角甾醇合成抑制剂（sterol biosynthesis inhibitors，SBIs）的脱甲基抑制剂类杀菌剂（DMIs）。麦角甾醇是大多数病原菌细胞膜的重要组成成分，在维持细胞膜的完整性、流动性和细胞活力以及物质运输等方面具有重要的生物功能，麦角甾醇的缺乏会导致真菌膜功能的损伤，抑制真菌的生长。其机理是通过抑制细胞膜中的麦角甾醇的合成，影响细胞膜的形成，从而抑制干扰菌体附着胞及吸器的发育、菌丝和孢子的形成达到抑菌、杀菌目的。同时三唑类化合物也影响植物体内赤霉素的合成，延缓植物顶端生长优势，表现出植物生长调节活性。

  1.2 葡萄白粉病菌对三唑类药剂抗药性研究进展

  三唑类杀菌剂占SBIs杀菌剂的75%，因具有内吸性强、高效、低毒、持效期长等优势，被誉为第二个里程碑式杀菌剂，同时由于其具有杀菌谱广的优点而迅速发展并广泛应用于多种重要作物病害的防治，成为目前农作物病害化学防治的主导药剂之一。

  由于病原菌基因突变等原因，改变杀菌剂作用位点的结构，使杀菌剂与其亲和力下降而无法发挥杀菌作用。CYP51是麦角甾醇生物合成途径中的关键性酶，一旦其活性受到抑制，会阻碍麦角甾醇的合成，导致真菌细胞膜破坏和细胞死亡。由于CYP51基因在杀菌剂的长期选择压力下发生了点突变，导致氨基酸的取代，使得酶与药剂的亲和力下降，从而表现出抗药性。大麦白粉病菌和葡萄白粉病菌对三唑醇就因与靶标位点作用亲和力下降而产生抗药性。

  随着三唑类杀菌剂的大量应用，植物病原真菌对三唑类杀菌剂的抗药性已经引起各界研究者的广泛关注。三唑类杀菌剂较强的靶标特异性使其在田间实际生产中引起了植物病原菌不同水平的抗药性。三唑类杀菌剂应用不到十年，就已经有报道发现了白粉病菌的抗药性。如1981年英国F1etcher等首次报道了小麦白粉菌对三唑醇的敏感性下降，Gubler（1996）报道了加利福尼亚的葡萄白粉病菌对三唑酮、腈菌唑出现了抗药性的现象。

  Miller（2004）等在2002年采集了加利福尼亚的葡萄白粉病菌菌株测定了白粉病菌对三唑酮的敏感性，结果显示，相较于1996年的测定结果，三唑酮的EC50值有较大升高，说明有抗药性增强。Wong等（2002）测定了1999年纽约的葡萄白粉病菌对腈菌唑和嘧菌酯的敏感性和交互抗性，结果表明，这两种药剂间具有交互抗性。Colcol在2005-2007年采集了弗吉尼亚葡萄园的白粉病菌，测定了白粉病菌对5种三唑类杀菌剂的抗药性，抗药性倍数显示戊唑醇399倍、腈菌唑378倍，抗药性倍数均较高；氟菌唑70倍、三唑酮62倍、氯苯嘧啶醇44倍，说明戊唑醇与腈菌唑的抗药性水平提高了，并且此5种杀菌剂还呈现交互抗药性。

  由于长期大量使用三唑类杀菌剂导致病菌对其敏感性降低，为了解其耐药机制，Rallos（2016）测定了24株来自弗吉尼亚州和周边州的葡萄白粉病菌菌株的cyp51序列，并分析了基因表达情况。Delye（1998）发现了CYP51在A495T突变株中过表达1.4到19倍。然而，在具有中等至高抗药性表型的一个菌株中不存在A495T突变。总体结果表明，葡萄白粉病菌对三唑类杀菌剂的抗药性产生至少两种机制，即CYP51的过表达和的cyp51已知靶位点突变，并且可能会彼此协同作用。

  2 甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的研究进展

  2.1 甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的作用机理

  甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的作用机制是通过与线粒体复合物Ⅲ细胞色素b （Cytb）的还原型辅酶Q的氧化位点（Qo位点）相结合阻断ubiquinol的氧化，阻止电子从细胞色素b到细胞色素c1之间的电子传递，通过阻碍ATP的合成而影响真菌的能量循环，抑制线粒体呼吸而发挥抑菌作用，使能量合成遭到破坏，因此这类杀菌剂又被称为Qo位点抑制剂（QoIs）。细胞核外的线粒体主要通过呼吸为细胞提供能量，若线粒体呼吸受阻，不能产生ATP，细胞就会死亡。这类杀菌剂主要作用于真菌的线粒体呼吸链，破坏病原菌能量的合成，进而抑制真菌生长，使病原菌能量供应不足而死亡。甲氧丙烯酸醋类杀菌剂也可以抑制乙烯的生物合成，在生长中前期使用，可避免早衰，维持功能叶活性，所以甲氧丙烯酸醋类杀菌剂可以起到调节植物生长的作用。如在葡萄临近成熟期使用，降低乙烯含量则延迟上色。

  2.2 葡萄白粉病菌对甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂抗药性研究进展

  甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂杀菌谱广、活性高，能有效地防治卵菌、结合菌、子囊菌、担子菌、半知菌等真菌引起的病害，但作用位点单一，具有很高的潜在抗药性风险。1998年首次报道小麦白粉病菌对QoIs类杀菌剂产生抗药性，此后逐渐出现关于QoIs类杀菌剂的抗药性报道。1999年，Heaney等在法国和意大利检测到抗QoIs类杀菌剂的葡萄霜霉病菌；同年在日本也检测到黄瓜和甜瓜上的白粉病菌和霜霉菌的抗药菌株。2000年在欧洲检测到抗嘧菌酯的葡萄霜霉病菌。近年来，此类杀菌剂在全球各主要产区内广泛应用，在田间如葡萄、草莓、小麦等多种作物上都监测到了抗药性病原菌。

  目前已经有关报道QoIs类杀菌剂的抗性机制。病原菌对QoIs类杀菌剂产生抗药性是由于细胞色素b基因第143位鸟嘌呤（G）突变成胞嘧啶（C），由丙氨酸（GCT）取代甘氨酸（GGT）（即是G143A），且在各种病原菌中G143A突变体都表现出高水平的抗药性。氨基酸的改变使cytb结构发生变化，甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂不再与其结合，药剂与靶标的亲和力下降。但在瓜果腐霉菌和稻瘟病菌中，细胞色素b基因129位苯丙氨酸被亮氨酸取代（F129L）。而在其它病菌中，可能在基因组中其它位点发生了突变，如137位甘氨酸被精氨酸取代（G137R）和275位亮氨酸被丝氨酸或苯丙氨酸取代（L275S/F）的突变体也表现出对QoIs类杀菌剂的抗药性。

  真菌体内存在旁路氧化途径，当真菌的正常呼吸被QoIs类杀菌剂抑制后，能够诱导启动旁路氧化途径获取能量，从而导致病原真菌对QoIs类杀菌剂敏感性降低或不敏感。旁路氧化途径（alternative pathway of respiration）是呼吸链的一个支路，旁路氧化酶（alternative oxidase, AOX）是旁路氧化途径的关键酶。这种途径电子不经过呼吸链中的复合物Ⅲ及复合物Ⅳ，而在AOX的作用下直接由辅酶Q传递给O2，因而会减低Qo位点抑制剂的抑菌活性。水杨肟酸（salicylhydroxamic acid，SHAM）是旁路氧化酶的专一性抑制剂，可抑制旁路氧化酶活性从而使旁路氧化途径无法正常进行，常被用于植物病原菌对QoIs药剂的敏感性测定中。