福建省农科院植保所关于大豆平头炭疽菌和胶孢炭疽菌对啶氧菌酯的抗性风险及抗性分子机制研究
| 来源：农化专利网 |
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发布时间：2023-08-15 08:11 |
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简述
大豆是一种重要粮食、油料作物，是全球食物链的重要组成部分。我国生产的大豆缺口较大，长期依赖进口，对我国的粮食安全已构成严重威胁。大豆炭疽病是影响大豆产量和品质的主要因素之一，在世界范围内发生，轻者减产，重者绝收。
大豆是一种重要粮食、油料作物，是全球食物链的重要组成部分。我国生产的大豆缺口较大，长期依赖进口，对我国的粮食安全已构成严重威胁。大豆炭疽病是影响大豆产量和品质的主要因素之一，在世界范围内发生，轻者减产，重者绝收。该病从苗期至收获期均可发病，苗期侵染子叶和种子，成株期为害茎秆、豆荚，严重影响大豆的产量和品质。平头炭疽菌（Colletotrichum truncatum）和胶孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）是引起我国大豆炭疽病的主要病原菌。甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂（quinone outside inhibitors，QoIs）作用于线粒体电子呼吸传递链复合物III，通过阻止细胞色素b和c1之间的电子传递，影响三磷酸腺苷（ATP）产生，从而干扰病原菌体内的能量循环。Picoxystrobin（分子式为C18H16F3NO4），是先正达公司研发的QoI类杀菌剂，具有广谱、内吸性高且高效的特性，广泛应用于治疗谷类、蔬菜等农作物的病害。近期，福建省农业科学院植物保护研究所杜宜新团队完成的题为“Resistance risk and molecular mechanism associated with the resistance to picoxystrobin in Colletotrichum truncatum and Colletotrichum gloeosporioides”的研究论文在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文)，JIA) 优先在线发表。评估了两种大豆炭疽菌对picoxystrobin的抗性风险，并揭示了Cyt b蛋白上的点突变是引起平头炭疽菌对picoxystrobin产生抗性的主要原因。研究结果为QoI类杀菌剂在田间的科学使用、抗性监测和有效治理提供了有利的支撑。
研究采用菌丝生长速率法测定了128株平头炭疽菌和121株胶孢炭疽菌对picoxystrobin的敏感性，其EC50值频率分布呈连续单峰曲线，表明供试的菌株中不存在对picoxystrobin产生抗性的亚群体，平均EC50值分别为0.7740和1.1561 μg mL-1，此敏感基线可作为未来田间大豆平头炭疽菌和胶孢炭疽菌对picoxystrobin抗性监测的参考标准。通过室内药剂驯化分别获得11株平头炭疽菌和6株胶孢炭疽菌的抗性突变体，其抗性倍数分别为18.32–580.32，12.17–27.18，其抗性可以稳定遗传。
抗性突变体的生存适合度与亲本菌株相当或高于亲本菌株。另外，picoxystrobin与吡唑醚菌酯之间存在正交互抗性。温室试验表明，picoxystrobin不能有效地防治高抗突变体，对中抗突变体的防效也显著下降。综合分析推测，平头炭疽菌和胶孢炭疽菌对picoxystrobin存在中至高等的抗性风险。克隆比对了抗性突变体和亲本菌株中Cyt b蛋白的氨基酸序列差异，并通过分子对接方法验证发现G143S和G137R氨基酸点突变是导致平头炭疽菌对picoxystrobin产生抗性的主要原因。
图1 G143S和G137R导致平头炭疽菌对picoxystrobin产生抗药性