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重要内吸性杀菌剂的作用靶标及其登记应用和抗药性现状.pdf

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资源描述

1、第2 3卷第2 期2024年4月现代农药ModernAgrochemicalsVol.23No.2Apr.2024专论:杀菌剂(特约稿)重要内吸性杀菌剂的作用靶标及其登记应用和抗药性现状彭钦,苗建强,刘西莉*(西北农林科技大学植物保护学院,作物抗逆与高效生产全国重点实验室,陕西杨凌7 12 10 0)摘要:内吸性杀菌剂大多为单作用位点,对靶标病原菌具有高活性或超高活性,在植物病害高效防控中发挥着不可替代的作用,但使用不当容易产生抗药性。值得关注的是,目前国内外上市近2 2 0种农用杀菌剂品种中,靶标蛋白十分明确的包含37 种C14脱甲基酶抑制剂、2 4种线粒体呼吸电子传递链复合物I抑制剂、2

2、6 种线粒体呼吸电子传递链复合物I抑制剂、9 种-微管蛋白抑制剂、7 种RNA聚合酶I抑制剂、7 种纤维素合酶抑制剂、3种腺苷脱氨酶抑制剂、2 种氧化固醇结合蛋白抑制剂、2 种囊泡型H+-ATPase抑制剂、1种肌球蛋白-5 抑制剂和1种几丁质合酶抑制剂。简要介绍了上述11类杀菌剂的12 种靶标蛋白及抑制剂在我国的登记情况及其抗药性发生现状,以期为植物病害的科学用药和抗性治理提供指导。关键词:杀菌剂;靶标蛋白;作用机制;登记对象;抗药性现状中图分类号:TQ455.4Major molecular targets and current registration and resistance s

3、tatus of commercial(College of Plant Protection,Northwest A&F University,State Key Laboratory for Crop Stress Resistance andHigh-Efficiency Production,Shaanxi Yangling 712100,China)Abstract:Most systemic fungicides act on a single target site,demonstrating high or super-high activity against plantpa

4、thogens and playing an indispensable role in the effective control of plant diseases.However,improper usage offungicides can result in the development of resistance.Notably,out of the nearly 220 fungicides available worldwide,37are C14 demethylase inhibitors,24 target mitochondrial respiratory compl

5、ex II,26 target mitochondrial respiratorycomplex II,9 target-tubulin,7 target RNA polymerase I,7 target cellulose synthase,3 target adenosine deaminase,2target oxysterol-binding proteins related proteins,2 target vacuolar H-ATPase,1 target myosin-5,and 1 target chitinsynthase.This article provided a

6、 brief overview of 12 target proteins,the registration status,and resistance occurrences ofthe above 1l classes of fungicides in China.The aim of this review was to provide guidance for the appropriate use of thesefungicides and strategies for managing fungicide resistance.Key words:fungicide;molecu

7、lar target;mode of action;registration status;resistance status文献标志码:APENG Qin,MIAO Jianqiang,LIU Xili*doi:10.3969/j.issn.1671-5284.2024.02.001systemic fungicides植物病害每年均会给农业生产造成严重的经济损失,根据联合国粮食及农业组织估计,全世界收稿日期:2 0 2 4-0 4-0 6基金项目:国家重点研发计划项目(2 0 2 2 YFD1400900)作者简介:彭钦(19 9 1一),男,四川宜宾人,博士,副教授,主要从事病原菌与杀菌

8、剂和寄主植物的互作机制研究。E-mail:通信作者:刘西莉(19 6 9 一),女,陕西渭南人,博士,教授,主要从事植物病原菌与杀菌剂互作的分子基础与病害控制技术研究。E-mail:的粮食和棉花生产因病害常年损失在10%以上。植物病害不仅可引起农作物产量的减少,而且在一定现代农药第2 3卷第2 期程度上还严重威胁农产品的质量安全及国际贸易。人类在与植物病害的长期斗争中逐渐总结经验并研发出一系列杀菌剂应用于植物病害的防治。随着时代的发展,杀菌剂品种不断地推陈出新,2 2 0 多种杀菌剂有效成分已用于植物病害的防控。目前,119种商品化杀菌剂的分子靶标较为明确,其中主要包括37 种C14脱甲基酶抑

9、制剂、2 4种线粒体呼吸电子传递链复合物II抑制剂、2 6 种线粒体呼吸电子传递链复合物II抑制剂、9 种-微管蛋白抑制剂、7 种RNA聚合酶I抑制剂、7 种纤维素合酶抑制剂、3种腺苷脱氨酶抑制剂、2 种氧化固醇结合蛋白抑制剂、2 种囊泡型H+-ATPase抑制剂、1种肌球蛋白-5 抑制剂和1种几丁质合酶抑制剂。通过检索中国农药信息网以及相关文献,本文简要概述了目前分子靶标比较明确的11类杀菌剂的作用机制、在我国的登记情况以及病原菌对其抗药性现状。药剂名称靶标蛋白登记类型苯菌灵-微管蛋白日单剂多菌灵-微管蛋白单剂/复配噻菌灵-微管蛋白单剂甲基硫菌灵-微管蛋白单剂乙霉威-微管蛋白单剂/复配番茄灰

10、霉病、黄瓜灰霉病苯酰菌胺-微管蛋白单剂氰烯菌酯Myosin-51丝细胞骨架抑制剂1.1作用靶标及产品应用现状1.1.1微管蛋白抑制剂微管蛋白是一类在真核生物中高度保守的蛋白家族,主要包括-和-微管蛋白。-和-微管蛋白通过聚合形成微管,在细胞骨架结构、细胞分裂、细胞运输和细胞形态等方面发挥重要的作用。微管蛋白抑制剂通过与病原菌-微管蛋白结合,破坏纺锤丝的形成,最终破坏细胞有丝分裂和正常生长。微管蛋白抑制剂包括苯并咪唑类杀菌剂和苯酰胺类杀菌剂。以多菌灵等为代表的苯并咪唑类杀菌剂对植物病原真菌具有较好的抑制活性,主要登记用于植物真菌病害的防治;以苯酰菌胺为代表的苯酰胺类杀菌剂对植物病原卵菌和部分真菌

11、均具有较好的抑制活性,但主要登记用于植物卵菌病害的防治。目前,微管蛋白抑制剂在我国的登记情况如表1所示。表1主要细胞骨架抑制剂在我国登记防控的重要病害种类防治对象芦笋茎枯病、梨树黑星病、柑橘疮痴病、香蕉叶斑病花生倒秧病、莲藕叶斑病、油菜菌核病、水稻稻瘟病、水稻纹枯病、麦类赤霉病、苹果轮纹病、梨树黑星病、棉花苗期病害、果树病害、甘薯(种薯)黑斑病、棉花苗期立枯病香蕉冠腐病、柑橘绿霉病、柑橘青霉病、香蕉冠腐病、苹果轮纹病、小麦散黑穗病、葡萄黑痘病、蘑菇褐腐病、香蕉储藏病害、蒜薹灰霉病柑橘疮痴病、苹果轮纹病、苹果腐烂病、苹果白粉病、花生褐斑病、番茄叶霉病、西瓜炭疽病、芦笋茎枯病、小麦赤霉病、水稻稻瘟

12、病、水稻纹枯病、枸杞白粉病、梨树黑星病、猕猴桃褐斑病、黄瓜白粉病、马铃薯环腐病、甘薯黑斑病黄瓜霜霉病、葡萄霜霉病、马铃薯晚疫病、辣椒疫病、番茄晚疫病单剂/复配小麦赤霉病、水稻恶苗病、草莓枯萎病1.1.2月肌球蛋白抑制剂肌球蛋白是一类庞大而多样的蛋白家族,主要包括传统肌球蛋白和非传统型肌球蛋白。传统肌球蛋白是指来源于肌肉的I型肌球蛋白,而其他类型的肌球蛋白均属于非传统肌球蛋白。在结构上,肌球蛋白包括头部区域、颈部区域和尾部区域。头部区域主要是马达结构域,颈部区域通常含有IQ基序,而尾部区域的结构域种类较多,因此,不同肌球蛋白各自具有独特的生理功能2 。肌球蛋白可与蛋白质、mRNA、细胞器和膜结构

13、等结合,主要参与囊泡的外泌和内吞、细胞表面受体的运输以及大型蛋白质复合体的运输和定位等3。目前,肌球蛋白抑制剂仅包含1个产品,即我国南方农药创制中心江苏基地(江苏省农药研究所)自主创制的杀菌剂一区抗性频率达10 0%4,四川和山东5 4株樱桃灰霉病一2 一氰烯菌酯。氰烯菌酯对小麦赤霉病菌、水稻恶苗病菌、瓜类枯萎病菌的抑制活性优异,而对其他植物病原菌的抑制活性差。目前,氰烯菌酯在我国主要登记用于小麦赤霉病、水稻恶苗病和草莓枯萎病的防治(表1)。江苏省农药研究所股份有限公司联合相关高校和研究单位开展了其2 代产品的创新研究。1.2病原菌对细胞骨架抑制剂的抗药性现状1.2.1微微管蛋白抑制剂随着苯并

14、咪唑类杀菌剂的多年连续使用,不同植物病原真菌对苯并咪唑类杀菌剂的抗药性问题逐步产生且日益严重。相关学者研究发现,山西省9 3株西葫芦灰霉病菌对多菌灵的抗性频率为9 0.32%,高抗频率为33.33%,特高抗频率为5 0.5 4%,部分地2024年4月菌对甲基硫菌灵的抗性频率为7 9.6%5 。2 0 0 1年,周明国等报道华东地区小麦赤霉病菌对多菌灵出现了高水平抗药性;2 0 2 3年,江苏、浙江、安徽省小麦赤霉病菌对多菌灵抗性普遍存在。浙江省112 株西(甜)瓜蔓枯病菌对甲基硫菌灵的抗性十分严重,高抗频率为10 0%7;江西和四川柑橘黑斑病菌以及广东柚黑斑病菌已对多菌灵产生抗性8;我国苹果主

15、产区采集分离的117 株苹果炭疽叶枯病菌对甲基硫菌灵的抗性频率为10 0%,且均为高抗9 。此外,草莓、柑橘、葡萄和芒果炭疽病菌以及水稻稻曲病菌对苯并咪唑类杀菌剂也已产生抗性。1.2.2肌球蛋白抑制剂迄今尚未检测到小麦赤霉病菌对氰烯菌酯产生抗性,但水稻恶苗病菌对氰烯菌酯的抗性已比较严重(https:/ 0 2 3年,全国农技推广中心的抗药性监测报告显示,从江苏等7 省48 个县(市、区)采集分离的1119 1株小麦赤霉病菌中均未发现对氰烯菌酯产生抗性的菌株。2 0 2 1一2 0 2 3年,本研究团队监测了水稻恶苗病菌对氰烯菌酯的抗性。结果显示:2 0 2 1年抗性频率为36.30%,其中,中

16、抗频率为10.32%,高抗频率为2 5.9 8%;2 0 2 2 年抗性频率为6 6.16%,其中,中抗频率为8.9 4%,高抗频率为5 7.2 2%;2 0 2 3年水稻恶苗病菌对氰烯菌酯抗性具有明显的地域性,黑龙江、辽宁、安徽省的高抗频药剂名称靶标蛋白登记类型精苯霜灵RNA聚合酶I复配甲霜灵RNA聚合酶I单剂/复配精甲霜灵RNA聚合酶I单剂/复配霜疫霉病、人参疫病、辣椒苗期猝倒病、马铃薯晚疫病、铁皮石斛疫病、烟草黑胫病霜灵RNA聚合酶I单剂/复配黄瓜霜霉病、烟草黑胫病乙嘧酚磺酸腺苷脱氨酶单剂/复配黄瓜白粉病、葡萄白粉病、草莓白粉病乙嘧酚腺苷脱氨酶2.1.2月腺苷脱氨酶抑制剂腺苷脱氨酶是嘌呤

17、代谢的关键酶之一,该酶在细菌、植物、动物中高度保守。腺苷脱氨酶抑制剂包括乙嘧酚、乙嘧酚磺酸和二甲嘧酚,通过靶向腺苷脱氨酶抑制病原菌的生长。目前,腺苷脱氨酶抑制剂主要登记用于白粉病的防治(表2)。2.2病原菌对核酸生物合成抑制剂的抗药性现状随着核酸生物合成抑制剂连续多年的使用,不彭钦,等:重要内吸性杀菌剂的作用靶标及其登记应用和抗药性现状率为5 0%10 0%,而江苏、浙江、湖北省抗性水平相对较低,中抗频率为12%5 6%。2核酸生物合成抑制剂2.1作用靶标及产品应用现状2.1.1RNA聚合酶I抑制剂RNA聚合酶是转录过程中的关键酶,负责RNA的合成,在细胞中发挥至关重要的作用。RNA聚合酶将D

18、NA转录成RNA,从而实现基因的表达。在真核生物中,RNA聚合酶主要分为RNA聚合酶I、RNA聚合酶II和RNA聚合酶III。RNA 聚合酶I主要负责合成细胞核中的核糖体RNA(r RNA),RNA 聚合酶II主要负责合成信使RNA(m RNA),RNA 聚合酶II主要负责合成转运RNA(t RNA)和一些其他RNA小分子10 。甲霜灵等苯酰胺类杀菌剂通过抑制RNA聚合酶的活性,从而抑制rRNA的合成。Randall等1 研究发现,RNA聚合酶I大亚基RPA190上的点突变可导致致病疫霉对甲霜灵的抗性,推测甲霜灵等苯酰胺类杀菌剂的作用靶标为RNA聚合酶I。RNA聚合酶I抑制剂对疫霉菌、霜霉菌和

19、腐霉菌等植物病原卵菌抑制效果好,而对大多数真菌无效。目前,RNA聚合酶I抑制剂在我国主要登记用于马铃薯晚疫病、辣椒疫病、黄瓜霜霉病等植物卵菌病害的防治(表2)。表2 主要核酸生物合成抑制剂在我国登记防控的重要病害种类防治对象马铃薯晚疫病马铃薯晚疫病、番茄晚疫病、西瓜疫病、辣椒疫病、黄瓜霜霉病、葡萄霜霉病、人参疫病、芋头晚疫病、荔枝霜疫霉病、烟草黑胫病向日葵霜霉病、大豆根腐病、番茄晚疫病、西瓜疫病、辣椒疫病、黄瓜霜霉病、花椰菜霜霉病、荔枝单剂/复配草莓白粉病、黄瓜白粉病、苹果白粉病同植物病原卵菌对苯酰胺类杀菌剂的抗性问题日益凸显和严重。相关学者研究表明:8 38 株采自河北省不同地区的黄瓜霜霉病

20、菌对甲霜灵的抗性频率为10 0%,抗性倍数为48 2.9 9 12 。河北、吉林、辽宁、黑龙江及内蒙古等省区的马铃薯晚疫病菌对甲霜灵主要表现为中抗,2 0 15 一2 0 17 年的抗性频率分别为75.3%、7 3.3%和7 2.0%13;2 0 11一2 0 16 年,河北、内蒙古和吉林3个省区马铃薯晚疫病菌对甲霜灵的抗性频率高达10 0%,平均抗性倍数高达349 3414;-3一现代农药第2 3卷第2 期2018一2 0 2 0 年,云南省马铃薯晚疫病菌对甲霜灵的抗性频率高达9 7.6 7%15 。湖北省葡萄霜霉病菌对甲霜灵的抗性频率为9 2%,其中,高抗频率为7 6%;山东省烟台市葡萄霜

21、霉病菌对甲霜灵的抗性频率为74.0%,其中,低抗频率6 4.0%,高抗频率10.0%;云南省宾川县葡萄霜霉病菌对甲霜灵的抗性频率为29.6%,但均为低抗16 。此外,大理州烟草疫霉对甲霜灵的抗性水平较高,且主要为中抗和高抗17 ,番茄绵疫病菌对甲霜灵的抗性频率为5.17%,且为中抗18 。3备醇生物合成抑制剂留醇生物合成抑制剂通过影响病原真菌细胞膜重要组成成分麦角留醇的生物合成,进而抑制病原菌的生长19 。根据药剂的化学结构以及靶标酶的不同,目前留醇生物合成抑制剂主要包括脱甲基抑制剂和吗啉类等杀菌剂。药剂名称靶标蛋白登记类型联苯三唑醇C14脱甲基酶单剂环丙唑醇C14脱甲基酶单剂/复配有葡萄白粉

22、病、小麦白粉病、小麦锈病、草坪褐斑病、花椒锈病柠檬树脂病、水稻纹枯病、香椿炭疽病、柑橘炭疽病、玉米丝黑穗病、玉米茎基腐病、葡萄白腐病、柿子树炭疽病、猕猴桃褐斑病、花椒锈病、西瓜炭疽病、小麦全蚀病、水稻稻瘟病、西瓜白粉病、梨树黑星病、苹果树斑点落叶病、观赏牡丹黑斑病、黄瓜靶斑病、黄瓜白粉病、向日葵黑斑病、山药炭疽病、山药褐斑病、桃树褐斑穿孔病、金银花白粉病、金银花褐斑病、香蕉树叶斑病、黄瓜炭疽病、小麦纹枯苯醚甲环唑C14脱甲基酶单剂/复配病、花生根腐病、小麦根腐病、小麦散黑穗病、苹果炭疽病、水稻稻曲病、香蕉叶斑病、小麦赤霉病、辣椒白粉病、西瓜蔓枯病、菜豆锈病、番茄早疫病、番茄叶霉病、柑橘疮疝病、

23、烟草炭疽病、马铃薯早疫病、桃树疮痴病、番茄叶霉病、烟草赤星病、芒果白粉病、苹果轮纹病、观赏月季白粉病、草莓枯萎病、枇杷叶斑病小麦条锈病、小麦白粉病、小麦锈病、小麦赤霉病、梨树黑星病、水稻纹枯病、水稻稻曲病、水稻稻瘟烯唑醇C14脱甲基酶每单剂/复配病、水稻稻粒黑粉病、柑橘疮痴病、芦苇茎枯病、花生叶斑病、苹果树斑点落叶病、香蕉叶斑病、葡萄炭疽病、葡萄黑痘病、玉米丝黑穗病柑橘炭疽病、柑橘树脂病、小麦赤霉病、小麦锈病、小麦纹枯病、小麦白粉病、玉米大斑病、玉米小斑氟环唑C14脱甲基酶每单剂/复配病、水稻纹枯病、水稻稻瘟病、水稻稻曲病、香蕉叶斑病、葡萄白粉病、苹果树斑点落叶病腈苯唑C14脱甲基酶单剂/复配

24、楼桃褐腐病、水稻稻曲病、水稻纹枯病、香蕉叶斑病番茄叶霉病、梨树黑星病、苹果轮纹病、苹果炭疽病、黄瓜炭疽病、黄瓜白粉病、黄瓜黑星病、枸杞白氟硅唑C14脱甲基酶单剂/复配米粉病、玉米小斑病、香蕉黑星病、菜豆白粉病、人参白粉病、葡萄黑痘病、葡萄炭疽病、葡萄白粉病、葡萄白腐病、金银花白粉病、柑橘炭疽病、草坪褐斑病小麦锈病、小麦条锈病、小麦白粉病、小麦赤霉病、水稻纹枯病、水稻稻曲病、烟草白粉病、草莓白粉唑醇C14脱甲基酶每单剂/复配粉病小麦白粉病、小麦锈病、小麦条锈病、小麦纹枯病、小麦赤霉病、水稻纹枯病、水稻稻瘟病、水稻稻曲病、苹果树斑点落叶病、苹果褐斑病、苹果白粉病、蒜墓(贮藏期)叶枯病、芦苇褐斑病、

25、葡萄白粉病、已唑醇C14脱甲基酶单剂/复配葡萄炭疽病、梨树黑星病、蔷薇科观赏花卉白粉病、冬瓜白粉病、观赏玫瑰白粉病、草坪币斑病、西瓜炭疽病、西瓜蔓枯病亚胺唑C14脱甲基酶单剂种菌唑C14脱甲基酶单剂/复配玉米丝黑穗病、玉米茎基腐病、棉花立枯病、水稻恶苗病、水稻立枯病、花生根腐病叶菌唑C14脱甲基酶单剂小麦白粉病、小麦锈病、小麦赤霉病梨黑星病、黄瓜白粉病、苹果白粉病、小麦白粉病、番茄叶霉病、苹果轮纹病、黄瓜黑星病、小麦全蚀睛菌唑C14脱甲基酶单剂/复配痕病、玉米丝黑穗病、香蕉叶斑病、草莓白粉病、苹果树斑点落叶病、橡胶炭疽病、杨梅褐斑病、甜瓜炭疽病、苹果炭疽病、苹果轮纹病、玉米茎基腐病戊菌唑C14

26、脱甲基酶单剂/复配葡萄白腐病、柚子疮痴病、苹果褐斑病、草莓白粉病、苹果轮纹病、葡萄白粉病3.1作用靶标及产品应用现状3.1.1脱甲基抑制剂脱甲基抑制剂主要包含三唑类、咪唑类、吡啶类和嘧啶类杀菌剂,如戊唑醇、苯醚甲环唑、丙环唑、丙硫菌唑、叶菌唑、种菌唑、氯氟醚菌唑和咪鲜胺等。药剂通过抑制真菌麦角留醇生物合成途径中C14脱甲基酶催化的脱甲基化反应,进而抑制麦角留醇的合成2 0 。3.1.214还原酶和8 7 异构酶抑制剂以十三吗啉为代表的吗啉类杀菌剂通过抑制14还原酶和8 7 异构酶的活性进而抑制麦角甾醇的合成2 0 。留醇生物合成抑制剂在我国的登记防治对象主要为子囊菌、担子菌、接合菌和无性型真菌

27、等病原菌引起的白粉病、炭疽病、稻瘟病等植物真菌病害(表3)。表3主要笛醇生物合成抑制剂在我国登记防控的重要病害种类防治对象花生叶斑病梨树黑星病、柑橘疮痴病、苹果树斑点落叶病、葡萄黑痘病、青梅黑星病-4一2024年4月药剂名称靶标蛋白丙环唑C14脱甲基酶单剂/复配白粉病、小麦白粉病、小麦根腐病、枇杷树叶斑病、枇杷胡麻色斑病、白术铁叶病、苹果褐斑病、蔷薇科观赏花卉褐斑病、苹果轮纹病丙硫菌唑C14脱甲基酶单剂/复配小麦赤霉病、小麦白粉病、小麦锈病、花生白绢病、小麦根腐病、水稻恶苗病小麦散黑穗病、玉米丝黑穗病、苹果树斑点落叶病、小麦赤霉病、水稻纹枯病、甜瓜白粉病、苦瓜白粉病、金银花白粉病、黄芪白粉病、

28、水稻纹枯病、苹果轮纹病、小麦锈病、水稻稻曲病、香蕉叶斑病、戊唑醇C14脱甲基酶单剂/复配小麦白粉病、玉米大斑病、水稻恶苗病、水稻烂秧病、水稻稻瘟病、小麦全蚀病、棉花枯菱病、玉米小斑病、玉米灰斑病、黄瓜白粉病、冬枣炭疽病、金银花白粉病、番茄灰霉病、苹果褐斑病、玉米茎基腐病、苹果炭疽病四氟醚唑C14脱甲基酶单剂/复配草莓白粉病、甜瓜炭疽病、观赏玫瑰白粉病、黄瓜白粉病、水稻纹枯病、甜瓜白粉病小麦锈病、水稻恶苗病、小麦白粉病、水稻稻瘟病、水稻纹枯病、小麦赤霉病、小麦纹枯病、水稻叶尖枯病、棉花红腐病、小麦霜霉病、苹果轮纹病、水稻稻曲病、苹果炭疽病、梨树黑星病、黄瓜白粉三唑酮C14脱甲基酶单剂/复配病、黄

29、瓜枯萎病、水稻叶尖枯病、橡胶炭疽病、橡胶白粉病、棉花枯萎病、玉米黑穗病、玉米丝黑穗病、玉米茎基腐病、观赏菊花白粉病小麦纹枯病、小麦白粉病、小麦锈病、小麦黑穗病、水稻稻曲病、水稻稻瘟病、水稻纹枯病、油菜菌三唑醇C14脱甲基酶单剂/复配核病、花生叶斑病、玉米黑穗病、玉米丝黑穗病灭菌唑C14脱甲基酶单剂/复配小麦散黑穗病、玉米丝黑穗病、小麦腥黑穗病番茄叶霉病、黄瓜白粉病、柑橘炭疽病、桃树褐腐病、番茄早疫病、芒果炭疽病、苹果褐斑病、苹果氟醚菌唑C14脱甲基酶单剂/复配树斑点落叶病、荔枝炭疽病、葡萄炭疽病、西瓜白粉病、香蕉叶斑病、马铃薯早疫病、黄瓜靶斑病、小麦白粉病、玉米大斑病、花生褐斑病、观赏月季白粉

30、病啶菌唑C14脱甲基酶单剂/复配番茄灰霉病、黄瓜灰霉病柑橘绿霉病、柑橘青霉病、香蕉轴腐病、柑橘炭疽病、苹果腐烂病、柑橘蒂腐病、柑橘酸腐病、柑橘抑霉唑C14脱甲基酶单剂/复配黑腐病、香蕉冠腐病、浙贝母黑斑病、杨梅褐斑病柑橘绿霉病、柑橘蒂腐病、柑橘青霉病、水稻恶苗病、水稻纹枯病、小麦赤霉病、香蕉黑星病、黄瓜靶斑病、香蕉白粉病、柑橘酸腐病、香蕉冠腐病、水稻稻瘟病、水稻立枯病、芹菜斑枯病、西瓜枯萎咪鲜胺C14脱甲基酶氟菌唑C14脱甲基酶单剂/复配花生锈病、观赏菊花白锈病、梨树黑星病、黄瓜白粉病14还原酶和十三吗啉单剂8-7 异构酶3.2病原菌对笛醇生物合成抑制剂的抗药性现状植物病原菌对留醇生物合成抑制

31、剂的抗性问题在我国发生普遍。例如,小麦白粉病菌对三唑酮的抗性水平逐年上升,2 0 15 年河北地区小麦白粉病菌对三唑酮的抗性频率高达9 3.5 7%,平均抗性水平为15.142 1。天水地区小麦条锈菌对三唑酮的抗性频率为15.9 4%,平均抗性水平为4.9 36 2 。陈夕军等2 3研究发现,水稻恶苗病菌对咪鲜胺的抗性频率仅为1.46%,但抗性水平较高;杨红福等2 4 研究发现,采自镇江、常州、泰州、苏州和上海等地的水稻恶苗病菌对咪鲜胺的抗性频率高达8 2.14%。2 0 17 一2 0 18 年采自浙江的40 0 株水稻恶苗病菌对咪鲜胺的抗性普遍发生,2 年的抗性频率分别为5 3.2%和46

32、.7%2 5 。Gao等2 6 研究发现,2 0 19 一2 0 2 1年我国水稻恶苗病菌对咪鲜胺的抗性频率分别为34.5 6%、45.33%和彭钦,等:重要内吸性杀菌剂的作用靶标及其登记应用和抗药性现状(续表3)登记类型玉米大斑病、玉米小斑病、香蕉叶斑病、水稻稻瘟病、水稻纹枯病、草坪褐斑病、小麦锈病、菱白胡麻斑病、小麦纹枯病、水稻稻曲病、辣椒炭疽病、苹果树腐烂病、小麦赤霉病、油菜菌核病、榛子树病、草坪枯萎病、芹菜立枯病、香蕉叶斑病、烟草黑胫病、荔枝霜疫霉病、葡萄白腐病、蘑菇白腐病、杨梅白腐病、玉米茎基腐病、小麦黑穗病、水稻稻曲病、蘑菇褐腐病、烟草赤星病、葡萄黑痘病、山核桃枝枯病、芒果炭疽病枸

33、杞根腐病、橡胶树红根病-5一防治对象48.45%。四川省12 2 株水稻纹枯病菌对已唑醇、戊唑醇和氟环唑的抗性频率分别为45.0 8%、47.5 4%和36.07%27。采自江苏省16 个县(市)的2 0 2 株小麦赤霉病菌对咪鲜胺的抗性频率为6 7.33%。4线粒体呼吸电子传递链复合物I抑制剂目前作用于线粒体复合物I的杀菌剂仅有氟嘧菌胺(diflumetorim),氟嘧菌胺是由日本宇部兴产公司和日产化学公司共同开发的新型啶胺类杀菌剂,具有良好的保护活性和治疗活性。氟嘧菌胺1997年在日本首次登记,主要用于防治小麦白粉病、黄瓜霜霉病以及观赏作物的白粉病和锈病等2 8 。该药剂主要通过抑制线粒体

34、呼吸电子传递链复合物I,阻断呼吸电子传递链上电子的传递,抑制病原菌能量合成,进而抑制病原菌的侵染(FRAC,www.frac.info)。根据世界卫生组织的农药危害分级标准,氟现代农药第2 3卷第2 期嘧菌胺为中等毒性农药,目前在我国没有取得登记。我国沈阳中化农药化工研究有限公司刘长令团队,利用“中间体衍生化方法”于2 0 16 年开发出一种新型低毒的嘧啶胺类化合物,通用名为喹唑菌胺。研究发现,该化合物与氟嘧菌胺具有交互抗药性,作用于线粒体复合物I,具有良好的产业化前景2 9 。5线粒体呼吸电子传递链复合物II抑制剂(琥珀酸脱氢酶抑制剂)5.1作用靶标及产品应用现状琥珀酸脱氢酶负责催化从琥珀酸

35、氧化到延胡索酸和从泛醌还原到醌的偶联反应。线粒体呼吸链复合体II由4个亚单位共同组成:黄素蛋白(FP,含1个共价结合的FAD辅因子)、铁硫蛋白(IP,含3个铁药剂名称靶标蛋白氟唑菌酰胺琥珀酸脱氢酶单剂/复配莓灰霉病、草莓白粉病、葡萄灰霉病、葡萄白粉病、西瓜白粉病、辣椒炭疽病、香蕉黑星病、马铃薯早疫病、马铃薯黑痣病、黄瓜灰霉病、黄瓜白粉病氟唑菌苯胺琥珀酸脱氢酶单剂吡噻菌胺琥珀酸脱氢酶单剂苯并烯氟菌唑琥珀酸脱氢酶复配吡唑茶菌胺琥珀酸脱氢酶复配氟唑环菌胺琥珀酸脱氢酶每单剂/复配病、棉花立枯病、水稻恶苗病、水稻烂秧病、水稻立枯病、黄芩根腐病、马铃薯黑痣病、玉米丝黑穗病、玉米黑粉病三氟吡啶胺琥珀酸脱氢酶

36、单剂氟酰胺琥珀酸脱氢酶单剂/复配水稻纹枯病、花生白绢病、草坪褐斑病、水稻立枯病、马铃薯黑痣病、黄瓜立枯病水稻纹枯病、韭菜白绢病、马铃薯黑痣病、花生白绢病、花生根腐病、小麦纹枯病、草坪褐斑病、噻呋酰胺琥珀酸脱氢酶单剂/复配豇豆锈病柑橘树脂病、黄瓜白粉病、黄瓜根结线虫病、姜根结线虫病、山药根结线虫病、柑橘树半穿刺线虫病、烟草根结线虫病、甘薯根结线虫病、甘薯茎线虫病、甜瓜根结线虫病、番茄根结线虫病、胡萝卜根结线虫病、苦瓜根结线虫病、茄子根结线虫病、西瓜根结线虫病、西葫芦根结线虫病、香氟吡菌酰胺琥珀酸脱氢酶每单剂/复配蕉根结线虫病、马铃薯根结线虫病、杨梅褐斑病、枇杷枝枯病、番茄叶霉病、番茄早疫病、西瓜

37、蔓枯病、辣椒炭疽病、黄瓜炭疽病、黄瓜靶斑病、柑橘黑斑病、梨树褐腐病、梨树黑斑病、苹果树斑点落叶病、香蕉叶斑病、香蕉黑星病、三七灰霉病、人参灰霉病、猕猴桃褐斑病水稻恶苗病、柑橘疮痴病、桃树疮病、梨树黑星病、烟草赤星病、猕猴桃褐斑病、番茄灰霉病、草莓灰霉病、葡萄灰霉病、观赏月季灰霉病、番茄叶霉病、番茄灰叶斑病、芒果白粉病、花生叶斑氟唑菌酰羟胺琥珀酸脱氢酶每单剂/复配病、苹果褐斑病、苹果轮纹病、葡萄白粉病、西瓜白粉病、西瓜蔓枯病、豇豆褐斑病、香蕉叶斑病、香蕉黑星病、马铃薯早疫病、黄瓜白粉病、黄瓜靶斑病、小麦赤霉病、油菜菌核病、草坪币斑病春小麦散黑穗病、棉花立枯病、小麦全蚀病、小麦锈病、马铃薯黑痣病、

38、小麦赤霉病、大豆根腐菱锈灵琥珀酸脱氢酶单剂/复配病、大麦条纹病、大麦黑穗病、小麦散黑穗病、棉花立枯病、水稻恶苗病、水稻立枯病、玉米丝黑穗病、玉米苗期茎基腐病、花生根腐病油菜菌核病、番茄早疫病、番茄灰霉病、草莓灰霉病、葡萄灰霉病、马铃薯早疫病、黄瓜灰霉病、啶酰菌胺琥珀酸脱氢酶每单剂/复配黄瓜白粉病、苹果树斑点落叶病、观赏菊花灰霉病、草莓白粉病5.2病原菌对SDHI类杀菌剂的抗药性现状植物病原菌对SDHI类杀菌剂的抗性问题已在硫中心)和另外2 种嵌膜蛋白(大的细胞色素结合蛋白CytbL和小的细胞色素结合蛋白CytbS)。FP和IP组成该复合体的可溶部分,具有琥珀酸脱氢酶活性;CytbL和CytbS

39、等2 种嵌膜蛋白将FP、I P固定在内膜上,且具有泛醌还原酶活性30 。琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)通过完全或者部分占据底物泛醌的位点,抑制电子从琥珀酸到泛醌的传递,从而阻断病原菌的能量代谢,抑制病原菌的生长,导致其死亡,最终达到防治植物病害的目的30 。目前SDHI类杀菌剂共有2 4个品种,主要用于担子菌和子囊菌等引起的真菌病害的防控,特别值得关注的是氟吡菌酰胺和三氟吡啶胺对重要的植物病原线虫也具有优异的防控效果。目前SDHI类杀菌剂在我国的登记情况如表4所示。表4主要呼吸电子传递链复合物II抑制剂在我国的登记防控病害登记类型水稻纹枯病、小麦白粉病、香蕉叶斑病、番茄叶霉病、柑橘树脂病、番茄

40、灰霉病、芒果炭疽病、草马铃薯黑痣病、玉米丝黑穗病、小麦纹枯病番茄灰霉病、葡萄灰霉病、黄瓜白粉病花生锈病、观赏菊花白锈病火龙果溃疡病、芒果白粉病、花椒锈病、西瓜白粉病、豇豆锈病、黄瓜白粉病、苹果轮纹病、观赏月季白粉病、香蕉叶斑病、小麦赤霉病、小麦锈病、柑橘树脂病小麦散黑穗病、小麦纹枯病、三七根腐病、三七立枯病、人参根腐病、人参立枯病、党参根腐病、党参立枯病、大白菜猝倒病、大白菜立枯病、大豆根腐病、当归根腐病、板蓝根根腐病、棉花猝倒番茄根结线虫病我国普遍发生。相关学者报道,2 0 17 一2 0 2 0 年采自山东省不同地区的35 7 株黄瓜棒孢叶斑病菌对啶酰-6-防治对象2024年4月彭钦,等:

41、重要内吸性杀菌剂的作用靶标及其登记应用和抗药性现状菌胺、氟吡菌酰胺、氟唑菌酰胺和吡唑萘菌胺的抗性频率分别为7 9.8 3%、7 8.43%、8 3.19%和49.8 6%311;上海市9 0 株灰霉病菌对氟吡菌酰胺的敏感性测定结果显示,上海奉贤区抗性频率为7 2.7 7%,浦东新区和嘉定区抗性频率分别为2 5.0 0%和4.7 6%,而崇明、青浦区未检测到抗性菌株32 ;山西省16 3株黄瓜灰霉病菌对啶酰菌胺的敏感性测定结果显示,10 1株为抗性菌株,但主要表现为低抗或中抗3;山东省64株草莓灰霉病菌对啶酰菌胺的敏感性测定结果显示,该地区田间灰霉病菌对啶酰菌胺的抗性十分严重,抗性频率高达9 2

42、%,其中,高抗频率为41%,中抗频率为42%,低抗频率为9%34;浙江省112 株西(甜)瓜蔓枯病菌对啶酰菌胺的抗性频率为2 8.6%,其中,低抗和高抗频率分别为18.8%和9.8%7。6线粒体呼吸电子传递链复合物I抑制剂6.1作用靶标及其应用现状线粒体呼吸复合物II(细胞色素bcl复合物)是细胞呼吸电子传递链的重要组成部分,抑制细胞色素bc1复合物的活性可以阻断细胞ATP的合成,引起细胞死亡。因此,细胞色素bc1抑制剂被广泛用于世界范围内的真菌和卵菌病害的防治。FRAC根据杀菌剂在复合物II上的结合位点将这些杀菌剂分为QoIs、Q i ls 和QoSI三类。QoI类抑制剂作用于细胞色素bc1

43、复合物中Qo位点,抑制UQH,与Qo位点的结合并阻止复合物I中电子从细胞色素b到细胞色素药剂名称靶标蛋白复合物I 细胞色氰霜唑单剂/复配素bc1Qi位点病、铁皮石斛疫病复合物II 细胞色葡萄霜霉病、番茄晚疫病、芋头(旱地)疫病、荔枝霜疫霉病、辣椒疫病、马铃薯晚疫病、黄瓜霜霉唑嘧菌胺单剂/复配素bc1Qo和Qi位点病、甜瓜霜霉病苹果树斑点落叶病、番茄早疫病、黄瓜白粉病、玉米大斑病、苹果轮纹病、小麦白粉病、小麦锈病、复合物细胞色醚菌酯单剂/复配水稻纹枯病、梨树黑星病、山药炭疽病、枣树炭疽病、柑橘炭疽病、苹果炭疽病、辣椒炭疽病、小麦素bc1Qo位点散黑穗病、大豆叶斑病、白菜炭疽病、芒果炭疽病、苹果腐

44、烂病、茶树炭疽病、草坪褐斑病葡萄霜霉病、玉米大斑病、玉米小斑病、香蕉叶斑病、水稻纹枯病、花生叶斑病、草坪褐斑病、菊科和蔷薇科观赏花卉白粉病、马铃薯早疫病、马铃薯晚疫病、黄瓜霜霉病、向日葵黑斑病、山药炭疽病、山药褐斑病、桃树褐斑穿孔病、金银花白粉病、金银花褐斑病、西瓜炭疽病、西瓜蔓枯病、贝母复合物I 细胞色嘧菌酯单剂/复配黑斑病、水稻稻瘟病、辣椒根腐病、油茶树炭疽病、石榴叶斑病、芋头疫病、莲藕叶斑病、黄瓜白粉素bclQo位点病、板蓝根白粉病、黄芩白粉病、花生锈病、观赏菊花白锈病、葡萄白腐病、枸杞白粉病、观赏牡丹红斑病、水稻恶苗病、水稻烂秧病、玉米丝黑穗病、玉米茎基腐病、观赏玫瑰霜霉病、杨梅树褐斑

45、病、枇杷树炭疽病、火龙果(温室)炭疽病、莲藕叶斑病、小麦全蚀病、草坪枯萎病复合物II 细胞色丁香菌酯单剂/复配小麦纹枯病、玉米大斑病、苹果褐斑病、苹果树腐烂病、黄瓜霜霉病、柑橘疮痴病素bc1 Qo位点复合物I 细胞色唑菌酯复配素bc1Qo位点c1的传递,从而抑制病原菌ATP的产生。QiI抑制剂作用于细胞色素bc1复合物中的线粒体内膜内壁(Qi位点),抑制血红素b到醌-半氢醌之间的电子传递。唑嘧菌胺是一种作用机制独特的复合物I抑制剂。Fehr等35 使用纯化的细胞色素bc1复合体进行光谱学分析,并结合分子对接手段,证明唑嘧菌胺可以与细胞色素b上的Qo位点结合,其结合模式与标桩菌素一致,FRAC据

46、此将该药剂归类为QoSI位点抑制剂。Dreinert等3 对线粒体呼吸链复合物I抑制剂的光谱研究表明,唑嘧菌胺与腐霉菌的细胞色素bc1结合后的光谱特征与氰霜唑相近,同时也可以像标桩菌素一样使腐霉的L型血红素发生红移。据此认为,唑菌胺不仅可以与线粒体复合物II的Qi位点结合,还可以与Qo-标桩菌素亚结合位点结合。但最近的抗性研究表明,唑嘧菌胺在生物体内优先与Qi位点结合36-37 ,目前,Qols有2 0 种多杀菌剂,代表品种有嘧菌酯、菌酯、烯菌酯和吡唑醚菌酯等,已在我国登记用于重要真菌和卵菌病害的防控。Qils包含4种杀菌剂,分别是氰霜唑、吲唑磺菌胺、fenpicoxamid和吡啶菌酰胺(fl

47、orylpicoxamid),目前在我国仅有氰霜唑登记用于植物卵菌病害的防控。唑嘧菌胺是目前报道的唯一的QoSI杀菌剂,在我国仅登记用于植物卵菌病害的防控。呼吸电子传递链复合物II抑制剂登记情况见表5。表5 主要呼吸电子传递链复合物III抑制剂在我国的登记防控病害登记类型马铃薯晚疫病、番茄晚疫病、葡萄霜霉病、黄瓜霜霉病、观赏菊花霜霉病、荔枝霜疫霉病、西瓜疫人参疫病、黄瓜霜霉病防治对象一7现代农药药剂名称靶标蛋白复合物I细胞色啶氧菌酯单剂/复配枯病、辣椒炭疽病、香蕉叶斑病、香蕉黑星病、黄瓜灰霉病、黄瓜霜霉病、小麦锈病、马铃薯早疫病、素bc1 Qo位点杨梅白腐病、花生褐斑病、水稻稻曲病复合物II

48、细胞色单剂/复配柑橘疮痴病、番茄早疫病、番茄晚疫病、白菜黑斑病、苹果树斑点落叶病、苹果轮纹病、葡萄霜霉唑菌酮素bc1Qo位点复合物I细胞色氟嘧菌酯单剂/复配素bc1Qo位点疫病、番茄晚疫病、黄瓜霜霉病、马铃薯晚疫病小麦白粉病、小麦纹枯病、小麦赤霉病、小麦锈病、水稻稻曲病、水稻稻瘟病、水稻纹枯病、玉米大斑病、玉米小斑病、玉米灰斑病、枣树炭疽病、马铃薯早疫病、柑橘炭疽病、苹果褐斑病、黄瓜白粉复合物II细胞色菌酯单剂/复配病、观赏月季白粉病、香蕉叶斑病、番茄早疫病、山药炭疽病、蔷薇科观赏花卉褐斑病、黄花菜锈素bc1Qo位点病、葡萄白粉病、枸杞炭疽病、辣椒炭疽病、大蒜叶枯病、山核桃树干腐病、柑橘疮痴病

49、、梨树黑星病、芒果炭疽病、苹果树斑点落叶病、葡萄白腐病、葡萄黑痘病、香蕉黑星病复合物I细胞色小麦白粉病、黄瓜白粉病、水稻纹枯病、西瓜蔓枯病、马铃薯早疫病、香蕉叶斑病、花生叶斑病、水烯菌胺单剂/复配素bclQo位点稻稻瘟病、水稻稻曲病、柑橘疮病、小麦锈病、小麦纹枯病、玉米丝黑穗病、花生茎腐病复合物I细胞色葡萄霜霉病、马铃薯晚疫病、甜瓜霜霉病、番茄晚疫病、芋头(旱地)疫病、辣椒疫病、黄瓜霜霉病、嘧菌胺单剂/复配素bc1Qo位点荔枝霜疫霉病复合物I细胞色氯啶菌酯单剂素bclQo位点复合物II 细胞色吡唑醚菌酯单剂/复配霜霉病、茶树炭疽病、菊花霜霉病、葱疫病、黄芩白粉病、大葱紫斑病、大葱霜霉病、蒜墓(

50、贮藏期)素bclQo位点灰霉病、金银花白粉病、观赏玫瑰霜霉病、青花菜霜霉病、小麦白粉病、李子树炭疽病、桃树炭疽病、苹果轮纹病、香蕉叶斑病、苹果褐斑病、桃树褐腐病、生菜炭疽病、芒果炭疽病、三七霜霉病、苹果树炭疽叶枯病、洋葱霜霉病、蒿蒿霜霉病、西葫芦霜霉病、玉米茎基腐病、黄瓜靶斑病、草坪叶斑病、旱芋疫病、三七圆斑病、猕猴桃褐斑病、观赏月季白粉病、甜瓜炭疽病、花生白绢病、桃树黑星病6.2病原菌对线粒体呼吸电子传递链复合物III抑制剂的抗药性现状据统计,自QoI类杀菌剂上市10 年之后,全球约有6 0 种植物病原菌已产生了抗性38。我国黄瓜霜霉病菌,番茄叶霉病菌、灰霉病菌,辣椒疫霉、致病疫霉,稻瘟病菌

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