周明国-重要农作物病原菌的抗药性及治理对策ppt

重要农作物病原菌的抗药性

及防治对策周明国南京农业大学植保学院2012.2.25济南单作用位点符合了农药的选择性要求若：变异频率百万分之一

2个位点100万2、3个位点100万3……多数病菌单倍体遗传、抗药性基因均显性病菌繁殖数量大、抗药性变异群体形成快抗药性病害流行突发性、让人措手不及形成抗药性病原群体才危害农业生产病菌抗药性的重要性杀菌剂有何作用位点，变异频率？抗药性群体是如何形成的？抗药性病菌在群体中多少比例会引起流行？群体形成与哪些因素有关？哪些因素可以人为控制？如何识别/诊断？如何高通量检测，实现早期预警？如何治理？需要解决的科学与实践问题水稻恶苗病菌、油菜菌核病菌和小麦赤霉病菌多菌灵抗性为例病原菌抗药性群体发展规律抗药性机制抗药性诊断与检测抗药性治理对策难以检测的缓慢积累早期引起防效下降的快速发展后期抗药性病原群体发展规律赤霉病菌多菌灵抗性群体发展态势（江苏）变异频率：菌核2.5X10-5、恶苗10-6、赤霉10-7繁殖率：病害严重度：适合度

恶苗和菌核病菌高、赤霉病菌低药剂选择压

3种病均用药1次，但效果不同影响抗药性群体发展的因子抗药性病害再猖獗时间：恶苗病3-5年菌核病5年赤霉病25-28年

保护地灰霉、霜霉：1-3年恶苗病菌和菌核病菌-tub基因编码198位氨基酸的密码子

GAG（谷氨酸）→

GCG（丙氨酸）抗药性变异频率较高（10-6）、极高抗药水平

抗药性机制hptHSV-tkβ2-tubcodingregionFirstreplacementhygB

rhptHSV-tkβ2-tubcodingregionSecondreplacementF2dUr167、198、200位密码子

TTT→TAT、GAG→AAG/CTG、TTC→TAC

突变频率（10-7），中、高抗药性水平

167位点突变占抗药性群体96.3%突变位点不同可能与突变频率及适合度低有关Chromosome4(8,466Mb)0cM230cM2-tubulin-tubulin赤霉病菌2-tub基因点突变产生抗药性离体：29个抗药性菌株:88.7gDON/gdwm29个敏感菌株：23.4gDON/gdwm多菌灵抗性增加赤霉病菌DON毒素合成田间麦穗:菌株20072008DON/麦粒(mg/kg)菌/麦粒(µg/kg)DON/grain(mg/kg)菌/麦粒

(µg/kg)抗药菌17±1.8a223±22a21±2.3a300±24a敏感菌

9.1±1.3b170±13b12±1.6b218±19bTri5的检测限为1pgDNA2-tub基因突变对DON合成的影响

突变型离体DON

µg/g

20072008麦粒中DONmg/kg麦粒中菌量µg/kg麦粒中DONmg/kg麦粒中菌量µg/kgZF21/多菌灵敏感28b7.5b149b9.8b194b240位突变/多菌灵敏感26b7.3b141b8.6b191b167位突变/多菌灵中抗54a16a218a22a306aTri5基因表达与

DON产量

MBCSMBCRProcedureofTri5expressioninincubationRelationofTri5expressionlevelandDONproductionMolecularPlant-MicrobeInteraction,99(1):95-100(2009)处理剂量(ga.i.ha-1)20062007DON/麦粒(mgkg-1)DON/麦粒(mgkg-1)CK--9.3±1.1a7.7±0.7a福美双6006.3±0.8b5.2±0.4b多菌灵3759.1±1.2a8.1±0.9a戊唑醇1251.3±0.2c1.2±0.1c嘧菌酯2509.6±0.8a7.8±0.6a氰烯菌酯3751.1±0.2c1.0±0.1c戊福4051.5±0.2c1.5±0.2cPhytopathology99:95-100(2009)不同杀菌剂防治赤霉病对DON毒素污染的影响IsolateIntegronsize(bp)OrderofgeneincassetteResistancephenotypeYNA7-14041aac(6')-Ⅱ-arr-3-aadA1Tobramycin,Gentamicin,Netilmicin,Kanamycin,Streptomycin,Spectinomycin

YNA10-23173arr-3-aadA1Rifampin,Streptmycin,Spectinomycin

YNA12-23251aac(6')-Ⅱ-arr-3-aadA1Tobramycin,Gentamicin,Netilmicin,Kanamycin,Streptomycin,Spectinomycin

链霉素抗性存在超级细菌的风险Genecassette抗药性快速诊断技术Tetra-primerARMS-PCR：基于β2-微管蛋白基因在氨基酸167、198和200位抗药性变异的单核苷酸多态性及Tetra-primerARMS-PCR的原理，通过在每个位点分别设计两对引物进行PCR扩增PIRA-PCR：利用内引物人为引入2-微管蛋白基因167位的HindⅢ酶切位点，和200位抗药性突变自然形成的酶切位点TaaI（Tsp4CI）对PCR产物酶切。限制性酶切：基于-微管蛋白基因197和198位密码子抗药性变异（GACGAG→GACGCG）形成ThaI酶切位点（3’CGCG5’），可以将B1/B3引物的扩增产物酶切成193bp和681bp片段，而敏感菌株（MBCS）的PCR产物则不被酶切。ASO-PCR：以-微管蛋白基因198位突变密码子作为3’末端碱基，设计两对等位基因特异性引物，用于“nested”PCR或直接从菌丝基因组DNA扩增。根据酶切产物或PCR产物电泳图谱诊断菌核病菌对多菌灵的抗药性。SYBRGREENⅠ荧光实时定量PCR高通量检测技术。基于菌核病菌β-微管蛋白基因198位突变密码子和该基因内含子保守序列，分别设计2对特异性引物（RFP4/RRP和SclSF/SclAF）扩增DNA片段，采用SYBRGREENⅠ荧光染料提高检测灵敏度。

可检测出菌核病菌0.0028ngDNA模板含量，准确率达99.5%。CyclingProbe荧光探针实时定量PCR高通量检测技术。基于赤霉病菌β2-微管蛋白基因167位氨基酸密码子突变，通过增加人为错配突破了假阳性的技术瓶颈，设计出一对特异性引物（Codon167F/Codon167R），并分别标记不同荧光报告基团的Cycling探针，可检测167位是否点突变。实现早期预警，防范抗药性病害突发流行治理对策

----阻止、延缓抗药性群体流行危害

影响群体形成因子：变异频率、繁殖率、适合度、病害严重度药剂选择压--单位点、高效、连续使用抗药性监测减轻病害严重度----降低病害压力抗病品种选育与利用—扬麦、苏麦品系栽培措施—轮作、合理肥水管理、深埋病残体等农事操作技术----田园卫生、减少损伤防止相同类型杀菌剂的连续使用不同类型药剂的轮用—交替使用不同类型药剂的混用—桶混或复配剂开发新类型的杀菌剂—没有交互抗药性没有化学、生物学、环境毒理学的同等投入和平等合作，就不可能有我国农药的

原始创新抗药性治理就必须依赖国外的新农药1、二硫氰基甲烷首创的水稻种子处理剂，多作用位点、干扰呼吸链ComplexIV和膜透性防治恶苗病、干尖线虫病效果95%

用量不足常规药剂1/25

安全系数3倍以上无需预浸和清洗，方法简便使用20年无抗性2、原始创新型杀菌剂氰烯菌酯

氰烯菌酯（JS399-19)江苏省农药研究所股份有限公司国家南方农药创制江苏基地突破了创制现有结构的同系物思路，实现化学与生物学合作制剂：25%SC

登记号：原药LS20072660；

25%悬浮剂：LS20072657

群体中的敏感性差异小EC50：0.15±0.05µg/mL；EC90：0.71±0.25µg/mL；最低抑制浓度（MIC）≤4.0µg/mL。

EC50活性是多菌灵的4倍，EC90活性=多菌灵，但MIC活性是多菌灵的1/3。0102030405000.050.10.150.200.250.30EC50(ug/mL)Frequency(%)主要对镰刀菌表现特异性活性对其他生物安全氰烯菌酯对赤霉病菌分生孢子萌发的影响CK

50ppm

100ppmCK0.1µg/mL0.5µg/mL2.5µg/mLsR24h10h叶片对药剂的吸收和输导方向

可被叶片吸收、并向上输导，分布均匀氰烯菌酯的保护性测定400µg/mL氰烯菌酯在侵染前三天和后三天内用药多菌灵对抗药性病害无效氰烯菌酯和多菌灵预防处理的麦穗氰烯菌酯和多菌灵治疗处理的麦穗2010年江苏白马湖农场试验示范处理病穗率防效%病指防效%淮麦22淮麦19华麦1号平均防效淮麦22淮麦19华麦1号平均防效25%氰烯菌酯SCmL10086.391.580.986.285.787.780.184.512587.993.476.786.088.886.881.085.515092.294.978.888.688.489.482.186.640%多菌灵SC100mL86.588.268.481.086.586.876.383.2对照病情41.840.997.023.522.763.7收获前5月30日调查，手动喷雾2次，50kg/亩2010年江苏农垦新洋农场农场示范试验

27大队第6号地，明麦6号，0.65亩，弥雾40公斤2次，5月31日调查处理病穗率%病穗率防效%病指%病指防效%25%氰烯菌酯SC100mL3.3389.00.9292.2150mL1.3395.60.6794.3200mL2.093.40.7593.640%多菌灵SC100mL6.080.22.2580.7CK30.33/11.67/2010年江苏农垦新洋农场农场示范试验

27大队第7号地，明麦6号，0.78亩，弥雾40公斤2次，5月31日调查处理病穗率%病穗率防效%病指%病指防效%25%氰烯菌酯SC100mL1.6793.50.4295.7150mL0.6797.40.1798.3200mL0.6797.40.1798.340%多菌灵SC100mL3.3387.01.089.7CK25.67/9.67/2010年江苏农垦东辛农场农场示范试验烟农19，手动喷雾2次，15kg水/亩处理病穗率%防效%病指病指防效%增产%25%氰烯菌酯SC100mL9.5036.7bB5.9843.5bB--125mL5.6862.2cBC4.0661.6bBC25.49150mL5.9760.2cBC3.8064.1bBC37.6340%多菌灵SC100mL1.8987.4dC1.2887.9cC11.68CK15.01aA10.57aA/江苏白马湖农场示范（2010年6月3日）病穗率96.2%病穗率4.1%处理剂量(ga.i.ha-1)20062007穗发病率（%）

防效

(%)穗发病率（%）防效

(%)空白对照—30.6a/25.1a/福美双60025.7b16.221.2b15.4多菌灵37519.3c37.217.2c31.4戊唑醇1257.7d74.77.1e71.8嘧菌酯25016.8c45.213.8d45.0氰烯菌酯3756.1d80.25.4f78.5戊•福4057.8d74.57.5e70.2接种条件下的病穗率防效（南京江浦2006-07）喷药2次，50kg/亩处理剂量(ga.i.ha-1)20062007F.g侵染量(µgkg-1)

防效

(%)F.g侵染量(µgkg-1)

防效

(%)空白对照—279.1±36.2a228.6±24.1a福美双600228.9±30.2b18.0188.6±14.5b17.9多菌灵375153.9±20.9c44.8138.1±15.1c40.6戊唑醇12571.6±6.5d74.364.9±6.8e73.5嘧菌酯250135.6±13.8c51.4110.6±9.1d53.0氰烯菌酯37533.6±5.4e87.929.4±3.7f89.5戊•福40562.2±7.9de77.759.0±6.3e76.1接种后的侵染菌量防效（南京江浦2006-07）处理剂量(ga.i.ha-1)20062007DON含量(mgkg-1)千粒重(g)DON含量(mgkg-1)千粒重(g)对照--9.3±1.1a32.5±1.9d7.7±0.7a39.9±1.7d福美双6006.3±0.8b35.5±1.7cd5.2±0.4b43.7±1.7bc多菌灵3759.1±1.2a38.9±3.0bc8.1±0.9a43.5±2.1c戊唑醇1251.3±0.2c44.7±3.1a1.2±0.1c46.3±2.0ab嘧菌酯2509.6±0.8a39.8±2.8b7.8±0.6a44.7±1.8abc氰烯菌酯3751.1±0.2c45.1±3.2a1.0±0.1c47.3±1.7a戊•福4051.5±0.2c44.7±3.6a1.5±0.2c46.9±2.1a不同杀菌剂对麦粒中DON含量和千粒重的影响

对品质和产量的影响：对赤霉病粒率、瘪粒率、每穗粒数和千粒重的影响（江浦，2008）杀菌剂剂量

ga.i.Ha-1病粒率%瘪粒率%每穗粒数千粒重g对照清水1.5±0.15a3.25±0.19a33.0±1.8c46.8±1.