喹啉类化合物及其衍生物因具有高效的生物活性而被广泛用于医药和农药领域^[1,2]。为了发掘新型喹啉类农药产品，各大农药公司对其结构进行了大量研究，如美国陶氏益农公司开发的对多种作物白粉病有特效的苯氧喹啉(quinoxyfen)，化学名称为5,7-二氯-4-(对-氟苯氧基)喹啉，主要通过抑制白粉病菌丝氨酸酯酶的活性，干扰病菌蛋白激酶PKC (Protein Kinase C1)介导的信号途径，进而抑制病菌芽管分化和附着孢形成^[3,4]；日本Meiji Seika公司正在研发的喹啉类化合物 tebufloquin (C₁₇H₂₀FNO₂)，对稻瘟病已表现出良好的防治效果，且具有新颖的作用机制^[5,6]。ZJ5337，化学名称为碳酸苄酯-2,3,8-三甲基-6-七氟异丙基-4-喹啉酯(结构式见Scheme 1)，是浙江省化工研究院有限公司开发的具有自主知识产权的喹啉类化合物，已申请国家发明专利^[7]。初步研究发现其对稻瘟病菌Magnaporthe grisea和蔬菜瓜果白粉病菌Sphaerotheca fuliginea有特效。为此，本课题组系统研究了该化合物的生物活性、内吸输导性、耐雨水冲刷能力、田间防效以及对植物的安全性。

Scheme 1(ZJ5337)

95% ZJ5337原药、95% tebufloquin原药、95%苯醚甲环唑(difenoconazole)原药和95%三环唑(tricyclazole)原药，均由国家南方农药创制中心浙江基地提供。分别将原药溶于N,N二甲基甲酰胺(DMF)配制成有效成分为10 mg/mL的母液，再用0.1%的吐温水稀释成200、100、50、25、12.5、6.25 mg/L药液，用于室内生物测定。有效成分为2.5％ 的 ZJ5337乳油(溶剂为DMF和质量分数为10%的吐温-80)(国家南方农药创制中心浙江基地剂型室提供)及40%的稻瘟灵乳油(isoprothiolane)(重庆东方农药有限公司)用于田间小区试验，药剂的配制方法按农药田间药效试验准则^[8,9]进行。

水稻稻瘟病菌Magnaporthe grisea、黄瓜白粉病菌Sphoaerotheca fuliginea，均由国家南方农药创制中心浙江基地生物测定安全评价中心提供。 供试黄瓜(宝扬5号)和水稻(苏玉糯)种植于国家南方农药创制中心浙江基地生物测定安全评价中心温室。

将在完全培养基 (Complete Medium) 上培养14 d的稻瘟病菌分生孢子用无菌水洗下，配成每毫升含2×10⁵~3×10⁵ 个孢子的孢子悬浮液备用^[10]。

选择两叶期、长势一致的盆栽水稻苗，每盆7~8株，用YW5.2-A型微型喷雾器(压力0.1 MPa，南京英格索兰压缩机有限公司生产)分别将100、50、25、12.5、6.25和0 mg/L的ZJ5337的药液均匀喷洒于水稻叶片表面。每浓度设5个重复(5盆苗)，以相同质量浓度的三环唑处理为对照。施药后自然晾干。 在药剂处理24 h后，用喉头喷雾器(泰州市天朗医疗器械有限公司)将分生孢子悬浮液均匀喷洒于药剂处理过的叶片上进行接种，将接种后的水稻苗移至人工气候室内(相对湿度为100%，温度为28 ℃，光暗周期为14 h/10 h)培养。7 d后调查发病情况，按病情指数计算相对防效，病害分级标准按文献^[8]进行，将相对防效转换成机率值，根据药剂各浓度的对数值及该浓度下相对防效的机率值之间的线性回归分析，计算EC₅₀值。试验重复3次。试验结果用SAS(Version 8.01,SAS Institute,Cary,NC,USA)软件进行统计分析，下同。

在0.5 mL新鲜的稻瘟病菌孢子悬浮液(孢子浓度为2×10⁵~3×10⁵ 个/mL)中，加入一定量10 mg/mL的 ZJ5337母液至其最终质量浓度(有效成分)为0、5、10、20 mg/L，各处理中DMF溶剂的体积分数均为2 mL/L。取30 μL含有ZJ5337的孢子悬浮液，置于疏水界面Gel-Bond Film(Lonza Nanjing Ltd.)上，28 ℃黑暗保湿(100%)培养12 h，记录孢子萌芽和附着孢形成情况。每个处理统计150个孢子，试验重复3 次。

用毛笔刷取长满白粉病菌的黄瓜叶片上的新鲜分生孢子，用无菌水制成每毫升含1.0×10⁵ 个孢子的分生孢子悬浮液，加入质量分数为0.1%的吐温-80备用。

选择两叶期、长势一致的盆栽黄瓜苗，按1.3.1 节中的施药剂量和方法用药，每浓度设5个重复。药剂处理24 h后接种白粉病菌分生孢子悬浮液，自然风干30 min后移至人工气候室(温度21~23 ℃、相对湿度70％~80％、光暗周期为14 h/10 h)培养。7 d后调查发病情况，按文献^[9]方法进行病害分级，计算相对防效及EC₅₀值。试验重复3次。

将50 mg/L的 ZJ5337药液均匀喷施于水稻叶片上，以喷施清水为对照。分别于施药后0、1、2、3、4、6 h，使用DIK-2000降雨模拟器(大起理化工业株式会社)进行人工模拟降雨(降雨量60 mm/h)10 min，另设不降雨处理为空白对照。药剂处理后按1.3.1 节方法测定其对水稻稻瘟病的相对防效，并分析ZJ5337耐雨水冲刷能力。试验重复6次。

取含有2张平展叶片的黄瓜苗，摘去生长点后分别进行下部叶片施药处理(药剂质量浓度为100、50 mg/L)和植株灌根施药处理(每盆幼苗灌药液30 mL,药剂处理质量浓度为200 mg/L)，每处理设10个重复。处理24 h后按1.3.3 节方法接种黄瓜白粉病菌，7 d后调查ZJ5337对每张叶片上黄瓜白粉病菌的相对防效，根据各处理的防效结果分析ZJ5337的内吸输导性。试验重复3次。

ZJ5337处理质量浓度为100、50 mg/L，以清水为对照，分别于施药7、10和15 d后用喉头喷雾器将分生孢子悬浮液均匀喷洒于药剂处理过的叶片上进行接种，按1.3.1 节方法进行药效测定，分析药剂的持效期。

2013年9月，分别委托福建省农业科学院和沈阳化工研究院进行了2.5% ZJ5337乳油防治水稻稻瘟病的田间药效试验，施药有效成分质量浓度分别为500、300和100 mg/L，每浓度设4个重复，对照药剂为40%稻瘟灵EC(有效成分质量浓度为600 或800 mg/L)，另设清水为对照。调查方法、病害分级标准及防治效果计算均按文献^[8]进行，同时观察供试浓度下对水稻的安全性。

温室盆栽试验结果(表 1)表明：施药7 d后，ZJ5337对水稻稻瘟病和黄瓜白粉病均具有优异的防治效果，其防治稻瘟病的EC₅₀值为11.03 mg/L，显著优于对照药剂三环唑(EC₅₀值为36.05 mg/L)和tebufloquin(EC₅₀为16.51 mg/L)；其对黄瓜白粉病的防治效果显著优于对照药剂苯醚甲环唑。

表 1(Table 1)

表 1 温室中ZJ5337对水稻稻瘟病和黄瓜白粉病的防治效果 Table 1 Biological activity of ZJ5337 against the diseases caused by M. grisea and S.fuliginea in greenhouse 化合物 Compounds EC50 (95%CL)1)/(mg/L) 水稻稻瘟病 Rice blast disease 黄瓜白粉病 Powdery mildew of cucumber ZJ5337 11.03 b2)(8.76~13.19) 21.99 b2)(17.54~24.74) 苯醚甲环唑difenoconazole —3) 70.27 a(63.89~77.26) 三环唑tricyclazole 36.05 a(30.04~44.52) — tebufloquin 16.51 a(13.33~19.42) — 注：1) 表中数据为3次重复的平均值。2) 同一列数据后不同字母代表该列中数据差异显著(P=0.05)。3)“—” 表示未检测。 Note:1) Data in the columns are the average of three replicates.2)Values in columns followed by the same letter are not significantly different according to LSD test at P= 0.05. 3)‘—’indicates that EC50 value of ZJ5337 was not determined.

表 1 温室中ZJ5337对水稻稻瘟病和黄瓜白粉病的防治效果 Table 1 Biological activity of ZJ5337 against the diseases caused by M. grisea and S.fuliginea in greenhouse

结果表明：置于疏水的Gel-Bond Film表面上的稻瘟病菌分生孢子，在黑暗条件下培养12 h后均能形成成熟的附着孢。5 mg/L的ZJ5337处理对芽管生长无明显影响，但10和20 mg/L的ZJ5337处理则对芽管生长有明显的抑制作用。5、10、20 mg/L的ZJ5337对附着孢形成的抑制率分别为12.5%、52.3%和87.5%(图 1a)。图 1b显示了20 mg/L的ZJ5337对稻瘟病菌附着孢形成的抑制效果。表明ZJ5337能有效抑制稻瘟病菌附着孢的形成。

图 1

Fig. 1

注：图 1a中的数据为3次重复的平均值。 Note: Data in the left panel (a) are the average of three replicates. 图 1 ZJ5337对稻瘟病菌附着孢形成的抑制率(a)和对附着孢形成(b)的影响 Fig. 1 Inhibition rate of ZJ5337 against appressorium formation of M. grisea (a)，and the images of germinating conidia and appressorium formation of M. grisea treated with/without ZJ5337(b)

结果(表 2)表明，在施药后0~3 h内遇到中等程度的雨水冲刷(降雨60 mm/h)10 min，药剂处理组对水稻稻瘟病的防治效果明显低于未受雨水冲刷的对照组，而施药后4 h降雨则对药剂的防效无显著影响。

表 2(Table 2)

表 2 雨水冲刷后ZJ5337对水稻稻瘟病的防效 Table 2 Efficacy of ZJ5337 against rice blast disease after rain-wash/% 化合物 Compounds 质量浓度 Concentration/ (mg/L) 防治效果 Control efficacy/% 淋雨时间Rain-wash time/h 未淋雨 Without rain-wash 0 1 2 3 4 ZJ5337 50 15 c 50 b 55 b 60 b 80 a 85 a tebufloquin 50 5 d 20 c 45 b 50 b 60 a 60 a 清水对照 Water / 0 0 0 0 0 0 注：表中数据是6次重复的平均值，同一行中不同字母代表该行中数据差异显著(P=0.05)。 Note: The values are the average of six replicates. Values in the row followed by the same letter are not significantly different according to an LSD test at P= 0.05.

表 2 雨水冲刷后ZJ5337对水稻稻瘟病的防效 Table 2 Efficacy of ZJ5337 against rice blast disease after rain-wash/%

结果(表 3)表明：用100和50 mg/L的 ZJ5337处理黄瓜第一张叶片后，对该叶片上的黄瓜白粉病有很高的防效，但对未经药剂处理的第二张叶片上的白粉病防效很差，这一结果与对照药剂苯醚甲环唑类似，表明ZJ5337并无明显的叶片间的内吸输导性。同样地，200 mg/L的ZJ5337灌根处理对黄瓜叶片上的白粉病的防效也很差，表明该药剂也缺乏通过根部吸收向上输导的特性。

表 3(Table 3)

表 3 ZJ5337在黄瓜植株中的内吸输导性 Table 3 Systemic translocation of ZJ5337 within different tissues of cucumber 化合物 Compounds 质量浓度 Concentration/ (mg/L) 喷药叶片(第一张叶片) 上的病害防效 Control efficacy on the 1st leaves that were applied with ZJ53371)/% 未施药叶片(与施药叶片相邻 叶片)上的病害防效 Control efficacy on the untreated (2nd) leaves after the 1st leaves were applied with ZJ53371)/% 灌根处理对第一张叶 片上病害的防效 Control efficacy on the 1st leaves after the roots were treated with ZJ53371)/% ZJ5337 200 —2) — 9.70 100 100 15.89 — 50 76.67 0 — 苯醚甲环唑 difenoconazole 200 — — 20.18 100 73.53 7.41 — 50 36.78 0 — 注：1)表中数据是3次重复的平均值，3次重复之间的差异不显著。2) “—“表示没有测定该浓度下的药效。 Note：1)The values are the average of three replicated since there were no significant (P=0.05) difference among three repeated replicates. 2)‘—’ indicates that the efficacy of ZJ5337 was not determined at this concentration.

表 3 ZJ5337在黄瓜植株中的内吸输导性 Table 3 Systemic translocation of ZJ5337 within different tissues of cucumber

在100和50 mg/L质量浓度下，ZJ5337处理盆栽水稻苗15 d后接种稻瘟病菌，其对稻瘟病仍具有较高防效，分别为80%和75％，表明该化合物的持效期可达到15 d左右 (表 4)。

表 4(Table 4)

表 4 ZJ5337对水稻稻瘟病的持效期 Table 4 Duration of ZJ5337 for the control of rice blast disease 化合物 Compounds 质量浓度 Concentration/(mg/L) 相对防效 Control efficacy/% 施药后7 d接种 Inoculated 7 d after fungicide treatment 施药后10 d接种 Inoculated 10 d after fungicide treatment 施药后15 d接种 Inoculated 15 d after fungicide treatment ZJ5337 100 100 a 100 a 80 b 50 95 a 90 a 75 b 三环唑tricyclazole 100 85 a 85 a 60 b 50 50 a 50 a 20 b 注：表中数据是3次重复的平均值，同一行中不同字母代表该行中数据差异显著(P=0.05)。 Note:The values are the average of three replicates. Values in the row followed by the same letter are not significantly different according to an LSD test at P= 0.05.

表 4 ZJ5337对水稻稻瘟病的持效期 Table 4 Duration of ZJ5337 for the control of rice blast disease

一年2地的田间药效试验结果(表 5)表明，在有效成分质量浓度为500 mg/L下，2.5% ZJ5337乳油对水稻稻瘟病有较好的防效，与对照药剂40%稻瘟灵乳油(600~800 mg/L)的防效相当或优于其防效。500 mg/L的 ZJ5337处理后的水稻生长正常，未发现抑制生长、抑制分蘖、黄化等药害症状。

表 5(Table 5)

表 5 2.5% ZJ5337乳油对水稻稻瘟病的田间防治效果 Table 5 Efficacy of 2.5% ZJ5337 EC in controlling rice blast disease in field trials 化合物 Compounds 有效成分质量浓度 Concentration, a.i./(mg/L) 相对防效Control efficacy/％ 福建省农科院 FJAS 沈阳化工研究院SYCIR 2.5% ZJ5337 EC 500 91.13 a 76.97 a 300 81.08 b 66.67 b 100 79.42 b 41.82 c 40%稻瘟灵(isoprothiolane)EC 800 — 78.27 a 600 86.83 b — 注：表中结果是每个处理4次重复的平均值，同一列中不同字母代表该列中数据差异显著(P=0.05)。 “—” 表示没有测定该浓度下的药效。 Note: Data in the columns are the average of four repeicates. Values in the column followed by the same letter are not significantly different according to an LSD test at P= 0.05. ‘—’indicates that the efficacy of ZJ5337 was not determined at this concentration.

表 5 2.5% ZJ5337乳油对水稻稻瘟病的田间防治效果 Table 5 Efficacy of 2.5% ZJ5337 EC in controlling rice blast disease in field trials

近年来，喹啉类化合物的生物活性受到人们的关注和重视,目前多家农药公司和研究机构仍在不断的进行研究探索，以期开发活性更好的化合物^[1]。ZJ5337是6位为七氟异丙基取代的喹啉类化合物，具有该类取代结构的喹啉化合物尚未见报道。本研究结果表明，新型喹啉类化合物ZJ5337对水稻稻瘟病和黄瓜白粉病具有良好的防治效果，且具有较长的持效期及较强的耐雨水冲刷能力，但内吸输导性差，因此应在病害发生前或发病初期使用，其防治效果较佳。

Wheeler 等^[3]研究发现，用苯氧喹啉处理后，大麦白粉病菌 Blumeria graminis f.sp. hordei 分生孢子的芽管出现畸形，附着孢形成受阻，病菌中蛋白激酶C(PKC) 以及蛋白激酶A催化亚基(CPKA)基因的表达量显著增加，表明苯氧喹啉可能干扰了PKC介导的信号传递途径。本研究也发现，ZJ5337能显著抑制稻瘟病菌附着孢的形成。Lee等^[4]研究发现：苯氧喹啉对大麦白粉病菌敏感菌株中丝氨酸酯酶的活性有显著的抑制作用，但对其抗性菌株的丝氨酸酯酶活性没有显著影响；基因表达测定发现，敏感菌株中经苯氧喹啉处理后丝氨酸酯酶基因(CUT1)表达增加了8倍。病菌在侵入寄主初期分泌丝氨酸酯酶，在降解寄主表面物质后形成角质单体，能诱导病菌芽管分化形成附着孢^[11]，另外，附着孢形成等侵染过程也受PKC介导的信号途径调控^[12]。表明苯氧喹啉与现有的药剂有不同的作用机制，该药剂可能作用于丝氨酸酯酶，进而抑制病菌对寄主的侵染。ZJ5337是否也有类似的作用机制值得研究。目前白粉病菌在国内外许多地区已对三唑类、甲氧基丙烯酸酯类等多种杀菌剂产生抗药性^[13,14,15]，而喹啉类杀菌剂与现有杀菌剂无交互抗性^[3,4]，可将ZJ5337与三唑类和甲氧基丙烯酸酯类药剂混用或交替使用，在白粉病抗药性治理中将发挥重要作用。