农药学学报  2016, Vol. 18 Issue (2): 263-267   PDF    
六种杀菌剂对烟草赤星病菌菌丝生长和分生孢子萌发的抑制作用
黄艳飞1, 汪汉成2, 陈庆元2, 王进3, 张长青1, 鲁红学1    
1. 长江大学 农学院, 湖北 荆州 434025;
2. 贵州省烟草科学研究院, 贵阳 550081;
3. 长江大学 生命科学学院, 湖北 荆州 434025
摘要: 采用菌丝生长速率法和孢子萌发法测定了烟草赤星病菌Alternaria alternata对6种杀菌剂(氟硅唑、异菌脲、菌核净、嘧菌酯、醚菌酯及多菌灵)的敏感性。结果表明:6种杀菌剂对烟草赤星病菌菌丝生长和分生孢子萌发均表现出了不同程度的抑制活性。其中,对菌丝生长抑制活性最强的是氟硅唑,EC50平均值为(0.34±0.11)mg/L,其次为菌核净[(1.13±0.68)mg/L]和异菌脲[(2.08±0.24)mg/L];对分生孢子萌发抑制活性最强的是嘧菌酯协同100 mg/L水杨肟酸,EC50平均值为(0.28±0.09)mg/L,其次分别为单独处理的嘧菌酯[(5.79±2.76)mg/L]、醚菌酯[(11.93±3.93)mg/L]、菌核净[(19.95±15.94)mg/L]和异菌脲[(23.33±11.33)mg/L]。多菌灵对烟草赤星病菌菌丝生长和分生孢子萌发的抑制活性均最差,不宜用于烟草赤星病的防治,而异菌脲、氟硅唑、嘧菌酯和醚菌酯均有必要进一步针对烟草赤星病进行田间防效试验。
关键词: 烟草赤星病     杀菌剂     菌丝生长     孢子萌发     抑制活性    
Inhibitory activities of six fungicides against mycelial growth and conidial germination of Alternaria alternata
HUANG Yanfei1, WANG Hancheng2, CHEN Qingyuan2, WANG Jin3, ZHANG Changqing1, LU Hongxue1    
1. College of Agriculture, Yangtze University, Jingzhou 434025, Hubei Province, China;
2. Guizhou Academy of Tobacco Science, Guiyang 550081, China;
3. College of Life Science, Yangtze University, Jingzhou 434025, Hubei Province, China
Abstract: Activities of six different fungicides(flusilazole, iprodione, dimethachlon, azoxystrobin, kresoxim-methyl, carbendazim) to Alternaria alternata were determined by mycelial growth rate method and conidial germination assay. The results showed that the six fungicides showed different inhibitory activities against A. alternata on mycelial growth and conidial germination. The most effective fungicide against the mycelial growth of A. alternata was flusilazole, with average EC50 value of(0.34±0.11) mg/L, followed by dimethachlon [(1.13±0.68) mg/L] and iprodione [(2.08±0.24) mg/L]. The most effective fungicide against theconidial germination of A. alternata was azoxystrobin in combination with 100 mg/L SHAM, with average EC50 value of(0.28±0.09) mg/L, followed by azoxystrobin [(5.79±2.76) mg/L], kresoxim-methyl [(11.93±3.93) mg/L], dimethachlon [(19.95±15.94) mg/L] and iprodione [(23.33±11.33) mg/L] when used alone. Carbendazim showed the lowest inhibition on both mycelial growth and conidial germination of A. alternata, suggesting it should not be used for controlling tobacco brown spot. Further study is needed to investigate the field control efficacy of iprodione, flusilazole, azoxystrobin and kresoxim-methyl against tobacco brown spot.
Key words: tobacco brown spot     fungicide     mycelial growth     conidial germination     inhibitory activity    

烟草赤星病(tobacco brown spot)是烟草生长中、后期发生的一种由链格孢属交链格孢菌(烟草赤星病菌)Alternaria alternata(Fr.)Keissl[1]引起的真菌性病害。该病害具有间歇性和爆发性的特点,严重时烟叶发病率可高达90%,使烤烟质量下降1~2个等级,重病区减产、减收达50%以上[2, 3]。近年来,烟草赤星病一直是严重威胁贵州省烟草生产的主要病害之一。

链格孢属植物病原真菌种类较多,种间遗传变异大[4, 5]。化学防治是目前控制该类病害最为经济有效的方法[6, 7]。现阶段中国烟草赤星病防治的主要药剂为菌核净。近年来,嘧菌酯及醚菌酯等新型甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂已陆续被登记用于防治链格孢属真菌病害[8, 9, 10],但目前尚未在中国烟草上取得使用登记。氟硅唑、异菌脲和多菌灵是生产中广泛使用的广谱性杀菌剂,但在烟草赤星病防治方面也鲜有报道[6]。本研究以菌核净为对照药剂,测定了氟硅唑、异菌脲、多菌灵、嘧菌酯及醚菌酯对烟草赤星病菌菌丝生长和孢子萌发的毒力,以期为烟草赤星病防治筛选高效的替代药剂。

1 材料与方法 1.1 培养基

采用常规马铃薯培养基(PDA)。

1.2 供试菌株

在贵州省从未使用过测试药剂的烤烟种植区采集烟草赤星病病害样品,参照祖艳青等[11]的方法从烟叶上分离病原菌,根据菌落特征、产孢表型、分生孢子形态和分子鉴定结果鉴定为烟草赤星病菌A.alternata,随机挑选4株[ZF1和ZF2(采自贵州省贞丰县烟草产区),2(采自贵州省烟草科学研究院龙岗实验基地),6(采自贵州省烟草科学研究院福泉实验基地)]进行抑制活性测定。各菌株置于4 ℃下、PDA培养基上保存。

1.3 杀菌剂

95.30%氟硅唑(flusilazole)原药(南通柯林化学品有限公司);96%醚菌酯(kresoxim-methyl)原药(盐城福利德化工有限公司),96.80%嘧菌酯(azoxystrobin)原药[先正达(中国)投资有限公司]。将3种药剂分别溶于甲醇,配成1.0×104 mg/L的母液。96%多菌灵(carbendazim)原药(江苏蓝丰生物化工股份有限公司),溶于0.2 mol/L的稀盐酸,配成1.0×104 mg/L的母液。90%菌核净(dimethachlon)原药(浙江禾益农化有限公司),97.30%异菌脲(iprodione)原药(泰安圣聚华有限公司),均溶于丙酮,配成1.0×104 mg/L的母液。旁路氧化途径抑制剂水杨肟酸(SHAM,纯度99%)由美国Acros Organics公司生产,溶于甲醇配成1.0×105 mg/L的母液。

用无菌水将6种杀菌剂母液稀释成系列浓度药液,于4 ℃黑暗条件下保存,备用。试验时将上述系列浓度药液加至50 ℃左右的PDA培养基中,制备含药平板。其中溶剂甲醇、丙酮或盐酸的体积分数均小于0.25%,预试验表明,此浓度的甲醇、丙酮与盐酸均不影响烟草赤星病菌菌丝生长和孢子萌发(数据略)。以无菌水中加入相同体积的甲醇、丙酮或稀盐酸处理作为空白对照。

1.4 病原菌培养及其孢子悬浮液制备 1.4.1 病原菌的培养

各菌株在PDA培养基上活化培养至菌落直径接近2/3培养皿直径时,用打孔器在菌落边缘打取直径5 mm的菌饼。

1.4.2 孢子悬浮液制备

供试菌株于28 ℃、黑暗条件下在PDA培养基上培养,9 d后在平板表面形成大量分生孢子。将分生孢子用无菌水洗脱、离心(1 000 r/min),获得孢子悬浮液。用无菌水定容至每mL含1×105个孢子,备用。

1.5 生物测定方法 1.5.1 对菌丝生长的抑制活性测定

采用菌丝生长速率法[12]。含药PDA平板中嘧菌酯和醚菌酯的系列质量浓度为0、3.13、6.25、12.5、25、50和100 mg/L,另设相同系列浓度嘧菌酯分别与100 mg/L水杨肟酸协同处理;多菌灵、氟硅唑及异菌脲的系列质量浓度为0、0.16、0.31、0.63、1.25、2.5、5和10 mg/L;菌核净为0、0.63、1.25、2.5、5、10、20和40 mg/L。将直径5 mm的菌碟接种于直径9 cm、含系列浓度药剂的PDA平板上,每处理重复3次。接菌后将平板置于28 ℃恒温培养箱中,黑暗条件下培养6 d后,采用“十字交叉法”测量各处理菌落直径,计算药剂对菌丝生长的抑制率。

1.5.2 对分生孢子萌发的抑制活性测定

参考Caten等[13]所用的孢子萌发法。药剂用无菌去离子水稀释,氟硅唑和异菌脲的供试系列质量浓度为0、5、10、25、50、100和200 mg/L;菌核净为0、6.25、12.5、25、50和100 mg/L;多菌灵为0、15.13、31.25、62.5、125、250和500 mg/L;嘧菌酯和醚菌酯为0、1.25、2.50、5、10、20和40 mg/L,另设0、0.16、0.31、0.63、1.25、2.5和5 mg/L嘧菌酯分别与100 mg/L水杨肟酸协同处理。分别将0.50 mL各浓度药液与0.50 mL孢子悬浮液混合均匀,取100 μL该混合液滴于载玻片上,置于保湿培养皿中,28 ℃、黑暗条件下培养12 h。当空白对照孢子萌发率达到90%以上时,检查各处理孢子萌发情况。以孢子芽管长度大于孢子的短半径时视为萌发。每处理重复3次,随机观察3个视野,调查孢子总数不少于200个,记录孢子萌发数及孢子总数,计算药剂对孢子萌发的抑制率。

1.5.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2010软件处理,以药剂质量浓度的对数为横坐标、抑制率几率值为纵坐标作图,得到毒力回归方程及有效抑制中浓度(EC50)值。通过DPS(7.05)软件进行统计分析。

2 结果与分析 2.1 对菌丝生长的抑制活性

结果见表 1。在测试浓度范围内,除多菌灵外,其余各药剂对烟草赤星病菌菌丝生长均表现出了一定的抑制作用,但相互间活性存在差异,毒力由强到弱依次为氟硅唑>菌核净>异菌脲>嘧菌酯>醚菌酯;在100 mg/L水杨肟酸协同作用下,嘧菌酯的EC50平均值为(40.73±16.43)mg/L,与嘧菌酯单独作用相比毒力提高了4倍,表明水杨肟酸对嘧菌酯的毒力测定具有显著的旁路氧化补偿作用。

表 1 供试6种杀菌剂对烟草赤星病菌菌丝生长和分生孢子萌发的抑制作用 Table 1 Inhibition activity of six fungicides against mycelial growth and conidial germination of A. alternata

相同杀菌剂处理下,烟草赤星病菌不同菌株间菌丝生长的敏感性存在差异,其中对菌核净的敏感性差异最大,其最不敏感菌株(ZF2)的EC50值是最敏感菌株(ZF1)的6.57倍;其次是氟硅唑(2.39倍);各菌株间对异菌脲、多菌灵、醚菌酯和嘧菌酯的敏感性差异均较小(表 1)。

2.2 对分生孢子萌发的抑制活性

结果见表 1。在测试浓度范围内,供试药剂对烟草赤星病菌分生孢子萌发均有一定的抑制作用。在100 mg/L水杨肟酸协同下,嘧菌酯的抑制作用最强,其EC50平均值为(0.28±0.09)mg/L,而嘧菌酯单独作用时EC50平均值为(5.79±2.76)mg/L,再次证明水杨肟酸对嘧菌酯毒力测定具有显著的旁路氧化补偿作用。其余药剂对烟草赤星病菌分生孢子萌发的毒力由强到弱依次为醚菌酯>菌核净>异菌脲>氟硅唑>多菌灵,抑制作用最差的为多菌灵,EC50值均大于100 mg/L。

相同杀菌剂处理下,烟草赤星病菌不同菌株间分生孢子萌发的敏感性也存在差异,其中对菌核净的敏感性差异最大,其最不敏感菌株(ZF2)的EC50值是最敏感菌株(ZF1)的4.85倍;其次为嘧菌酯(3.37倍)、异菌脲(3.32倍)、醚菌酯(2.18倍)、100 mg/L水杨肟酸协同下的嘧菌酯(2倍)和氟硅唑(1.98倍)(表 1)。

3 小结与讨论

由于作用机制不同,不同种类杀菌剂对病原菌各生长发育阶段的作用不同。研究表明,与常用药剂菌核净类似,氟硅唑和异菌脲对烟草赤星病菌菌丝生长均有强烈的抑制作用(EC50平均值小于2.50 mg/L),而对其分生孢子萌发的抑制活性相对较差;而嘧菌酯和醚菌酯对分生孢子萌发的抑制作用较强(EC50平均值均小于12 mg/L),对菌丝生长的抑制活性较差(EC50平均值均大于100 mg/L)。加入旁路氧化途径专性抑制剂水杨肟酸后,甲氧基丙烯酸酯类药剂的抑制作用会增强[10, 14]。本研究中加入100 mg/L的水杨肟酸后,嘧菌酯对烟草赤星病菌菌丝生长和孢子萌发的抑制作用均显著增强,且对孢子萌发阶段的影响较菌丝生长阶段明显,这可能与孢子萌发阶段需要更多的三磷酸腺苷(ATP)有关。此外,多菌灵对烟草赤星病菌菌丝生长和孢子萌发的抑制作用均较差。本结果与严清平等[7]、施永平等[6]和刘霞等[15]对其他链格孢属病菌的研究结果类似。

近年来,由于国内在烟草赤星病防治方面长期高浓度、高频率使用菌核净,已导致部分地区病原菌对其产生了较严重的抗药性[16, 17]。本研究筛选的药剂中,嘧菌酯和醚菌酯虽然高效,但价格较贵,同时也存在一定的抗药性风险[18];氟硅唑和异菌脲虽然具有一定的活性,但却易出现残留量超标等问题[19, 20]。因此,还需结合田间药效试验的防治效果及农药残留和抗药性等方面的研究,进一步对这4种药剂进行考察。

参考文献
[1] LUCAS G B. Alternaria alternata(Fries) Keissler, the correct name for A. tenuis and A. longipes[J]. Tobacco Science, 1971, 15:37-42.
[2] 何可佳, 汤光忠, 黄声仪, 等. 烟草赤星病发生规律与防治研究[J]. 湖南农业大学学报, 1997, 23(5):445-449.HE K J, TANG G Z, HUANG S Y, et al. Studies on the epidemics and control of tobacco brown spot(Alternaria alternata)[J]. J Hunan Agric Univ, 1997, 23(5):445-449.
[3] STAVELY J R. Relation of postinoculation leaf wetness to initiation of tobacco brown spot[J]. Phytopathology, 1975, 65(8):897-901.
[4] 张荣, 岳海梅, 孙广宇. 小孢子链格孢OPA2-1核苷酸序列分析及系统发育研究[J]. 菌物学报, 2009, 28(4):553-557.ZHANG R, YUE H M, SUN G Y. Sequence and phylogenetic analysis of OPA2-1 region from Alternaria small-spored species[J]. Mycosystema, 2009, 28(4):553-557.
[5] 高芬, 吴元华. 链格孢属(Alternaria)真菌病害的生物防治研究进展[J]. 植物保护, 2008, 34(3):1-6.GAO F, WU Y H. Progresses in the biocontrol of plant diseases caused by Alternaria[J]. Plant Prot, 2008, 34(3):1-6.
[6] 施永平, 陈杰, 贾忠建. 异菌脲对烟草赤星病的室内生测及药效评价[J]. 现代农药, 2010, 9(5):54-56.SHI Y P, CHEN J, JIA Z J. Bioassay and field trials of iprodione on Alternaria alternata[J]. Mod Agrochem, 2010, 9(5):54-56.
[7] 严清平, 袁善奎, 王晓军, 等. 5种链格孢属植物病原真菌对10种杀菌剂的敏感性比较[J]. 植物保护, 2008, 34(2):124-127.YAN Q P, YUAN S K, WANG X J, et al. Comparison of the sensitivities of five Alternaria plant pathogens to ten fungicides[J]. Plant Prot, 2008, 34(2):124-127.
[8] BARTELETT D W, CLOUGH J M, GODWIN J R, et al. The strobilurin fungicides[J]. Pest Manage Sci, 2002, 58(7):649-662.
[9] SUDISHA J, AMRUTHESH K N, DEEPAK S A, et al. Comparative efficacy of strobilurin fungicides against downy mildew disease of pearl millet[J]. Pestic Biochem Physiol, 2005, 81(3):188-197.
[10] 张舒亚, 周明国. 甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的生物学及应用技术研究[M]//周明国. 中国植物病害化学防治研究(第三卷). 北京:中国农业科技出版社, 2002:1-10.ZHANG S Y, ZHOU M G. Studies on the biology and applied technology of strobin fungicides[M]//ZHOU M G. Research on chemical control of plant disease in China(Volume third). Beijing:China Agriculture Press, 2002:1-10.
[11] 祖艳青, 蒋士君, 王海涛, 等. 河南省烟草赤星病病原鉴定[J]. 中国烟草学报, 2013, 19(4):73-77.ZU Y Q, JIANG S J, WANG H T, et al. Identification of tobacco brown spot pathogen in Henan[J]. Acta Tabacaria Sinica, 2013, 19(4):73-77.
[12] 方中达. 植病研究法[M]. 3版. 北京:中国农业出版社, 1998:124.FANG Z D. Research methods of plant pathology[M]. 3rd ed. Beijing:China Agriculture Press, 1998:124.
[13] CATEN C E, JINKS J L. Spontaneous variability of single isolates of Phytophthora infestans. I. Cultural variation[J]. Can J Bot, 1968, 46(4):329-348.
[14] 金丽华, 陈长军, 王建新, 等. 嘧菌酯及SHAM对4种植物病原真菌的活性和作用方式研究[J]. 中国农业科学, 2007, 40(10):2206-2213.JIN L H, CHEN C J, WANG J X, et al. Activity of azoxystrobin and SHAM of four plant pathogens[J]. Sci Agric Sin, 2007, 40(10):2206-2213.
[15] 刘霞, 杨克强, 姜兴印, 等. 危害核桃的链格孢(Alternaria alternata)对4种杀菌剂的敏感性[J]. 农药, 2013, 52(1):67-70.LIU X, YANG K Q, JIANG X Y, et al. Sensitivity of walnut-associated Alternaria alternata to four fungicides[J]. Agrochemicals, 2013, 52(1):67-70.
[16] 孟建玉, 曹毅, 陆宁, 等. 贵州省烟草赤星病菌对菌核净的抗药性[J]. 植物保护学报, 2013, 40(5):479-480.MENG J Y, CAO Y, LU N, et al. Resistance of Alternaria alternata to dimethachlon in Guizhou province[J]. Acta Phytophyl Sin, 2013, 40(5):479-480.
[17] 李梅云, 祝明亮. 烟草赤星病菌对菌核净的抗药性测定[J]. 西南农业学报, 2007, 20(3):412-416.LI M Y, ZHU M L. Determination of dimethachlon resistance in Alternaria alternata[J]. Southwest China J Agric Sci, 2007, 20(3):412-416.
[18] INOUE K, TSURUMI T, ISHⅡ H, et al. Cytological evaluation of the effect of azoxystrobin and alternative oxidase inhibitors in Botrytis cinerea[J]. FEMS Microbiological Letter, 2012, 326(1):83-90.
[19] 任璐, 韩巨才, 刘慧平. 番茄早疫病菌对异菌脲的敏感基线及其抗性突变体的生物学特性[J]. 农药学学报, 2010, 12(2):155-160.REN L, HAN J C, LIU H P. Baseline sensitivity of Alternaria solani to iprodione and characteristics of the resistant mutants[J]. Chin J Pestic Sci, 2010, 12(2):155-160.
[20] KUNZ S, DEISING H, MENDGEN K. Acquisition of resistance to sterol demethylation inhibitors by populations of Venturia inaequalis[J]. Phytopathology, 1997, 87(12):1272-1278.