蛇床子素对稻曲病菌的抑菌活...诱抗剂与其协同增效作用评价_王春.pdf

农 药AGROCHEMICALS王春,王芊,黄元炬,等.蛇床子素对稻曲病菌的抑菌活性及诱抗剂与其协同增效作用评价J.农药,2023,62(3):223-226.doi:10.16820/j.nyzz.2023.1012收稿日期：2022-11-15，修返日期：2022-12-15基金项目：黑龙江省农业科学院“农业科技创新跨越工程”农作物有害生物 5G预警及统防统治(HNK2019CX14)；黑龙江省农业科学院植物保护研究所所级课题作者简介：王春(1979)，男，山西兴县人，副研究员，硕士，主要从事有害生物综合防治研究。E-mail：。蛇床子素对稻曲病菌的抑菌活性及诱抗剂与其协同增效作用评价王 春a，王 芊a，黄元炬a，刘 会b，王 宇a，蒋希峰a(黑龙江省农业科学院 a.植物保护研究所，农业部哈尔滨作物有害生物科学观测实验站；b.生物技术研究所，哈尔滨 150086)摘要：目的明确蛇床子素对稻曲病菌的抑菌活性以及植物诱抗剂与其协同增效作用。方法采用生物学方法测定了蛇床子素对稻曲病菌菌株WC49和AC27的菌丝生长、产孢能力、培养滤液毒力和致病力的影响；田间药效试验测试了诱抗剂6%寡糖 链蛋白和生物药剂1%蛇床子素对稻曲病防治的协同增效作用。结果蛇床子素在质量浓度55 mg/L时，其对稻曲病菌菌丝生长、产孢能力、培养滤液毒力和致病力等有显著的抑制作用。田间试验结果表明诱抗剂和生物药剂分别在分蘖后期和叶枕平时期协同应用，2者的协同防治效果显著高于单独施用。结论蛇床子素对稻曲病菌有较好的抑菌活性，其与植物诱抗剂的协同应用具有很好的增效作用。关键词：稻曲病；蛇床子素；抑菌活性；诱抗剂；协同增效中图分类号：S482.2文献标志码：A文章编号：1006-0413(2023)03-0223-04Inhibitory activity of cnidiadin against Ustilaginoidea virensand its synergism with plant immune inducerWANG Chuna,WANG Qiana,HUANG Yuan-jua,LIU Huib,WANG Yua,JIANG Xi-fenga(Heilongjiang Academy of Agricultural Science a.Institute of Plant Protection,Scientific Observing and ExperimentalStation of Crop Pest in Harbin,Ministry of Agriculture;b.Institute of Biotechnology,Harbin 150086,China)Abstract:Aims This study aims to clarify inhibitory activity of cnidiadin against Ustilaginoidea virens and itssynergistic effect with plant immune inducer.Methods Treated with cnidiadin,growth rate,sporulation,toxicity of thecultures filtrates and pathogenicity of both WC49 and AC27 were evaluated by biological methods.Synergistic effectagainst rice false smut of oligosaccharins plant activator protein 6%WP and cnidiadin 1%EW was measured usingfield efficacy trials.Results Cnidiadin had significant inhibition on growth rate,sporulation,toxicity of the culturesfiltrates and pathogenicity of WC49 and AC27 at 55 mg/L.In the field trials,the plant immune inducer was used in latetillering stage and cnidiadin was applied when pulvinus of the last two leaves were at the same level,their synergisticeffect was significant better than that of them used separately.Conclusions Cnidiadin has good fungicidal activityagainst U.virens and synergistic effects with plant immune inducer on rice false smut.Key words:Ustilaginoidea virens;cnidiadin;inhibitory activity;plant immune inducer;synergistic effect稻曲病是由稻绿核菌(Ustilaginoidea virens)引起的一种世界性水稻真菌病害，分布于40多个国家的水稻主产区1。该病害在我国各水稻产区均有发生，主要为害症状是稻曲病菌侵染水稻穗部，导致水稻小花上形成墨绿色稻曲球2-3。稻曲病菌不但对水稻的产量和品质造成严重的威胁，而且还能产生真菌毒素对人和牲畜的健康构成危害4。随着全球气候的异常变化、农业生产中化学肥料的过度使用以及杂交高产水稻的全面推广，导致稻曲病日益成为各水稻种植区的一种主要病害。化学防治是目前稻曲病最常用的防治方法，但是过度依靠化学杀菌剂易使病菌产生抗药性并造成环境污染的问题5。生物农药低毒低残留、绿色环保，也不易产生抗药性问题，所以是未来防治稻曲病的理想产品。蛇床子素为一年生草本植物蛇床的主要活性成分，其是一种香豆素，也是可显著抑制植物病原菌的一种新型农药6。植物免疫诱抗剂虽然没有直接的杀菌活性，但能够提高植物自身抗性，减轻病害的发生和减少化学农药的使用，为解决环境污染和农产品安全提供了有效途径7-8。本试验第62卷第3期2023年3月Vol.62,No.3Mar.2023农 药 AGROCHEMICALS第卷62通过测定蛇床子素的抑菌活性和田间药效试验，明确蛇床子素的抑菌效果及其与诱抗剂的协同增效作用，为在稻曲病防治中大面积推广诱抗剂和生物药剂的应用和协同防控措施提供参考。1材料与方法1.1试验材料供试菌株：稻曲病菌WC49分离自黑龙江省五常市稻田发病水稻植株；AC27分离自黑龙江省哈尔滨市阿城区稻田发病水稻植株；2株菌由黑龙江省农业科学院植物保护研究所保存。供试药剂：98%蛇床子素原药，酷尔化学科技(北京)有限公司；1%蛇床子素水乳剂，安徽省锦江农化有限公司；6%井冈 枯芽菌可湿性粉剂，江苏省苏科农化有限责任公司；6%寡糖 链蛋白可湿性粉剂，中国农科院植保所廊坊农药中试厂；75%肟菌 戊唑醇水分散粒剂，拜耳股份公司。供试品种：五优稻4号，黑龙江省农业科学院生物技术研究所。1.2试验方法1.2.1蛇床子素对稻曲病菌菌丝生长和产孢的影响采用菌丝生长抑制法测定药剂对稻曲病菌菌丝生长的抑制率9。用二甲基亚砜(DMSO)溶解98%的蛇床子素原药，配制含药质量浓度为55 mg/L马铃薯蔗糖琼脂(PSA)培养基(200 g马铃薯，20 g琼脂，20 g蔗糖，用蒸馏水定容至1000 mL)。将稻曲病病菌WC49和AC27分别活化后，从菌落边缘用打孔器制备菌碟(直径为5 mm)，并将菌碟接入含药PSA培养基平板上；不加药PSA培养基平板为空白对照。28 黑暗培养14 d后，十字交叉法测量菌落直径，计算菌丝生长抑制率。4个处理分别为WC49、WC49+蛇床子素、AC27、AC27+蛇床子素，试验重复3次。抑制率(%)=空白对照菌落增长直径-药剂处理菌落增长直径空白对照菌落增长直径100产孢能力测定：分别取稻曲病病菌WC49和AC27直径为5 mm的菌块放入9 cm含有PSA培养基平板中央，3次重复，28 下培养7 d。取菌株生长边缘处用直径为5 mm的打孔器打孔，取3个菌块移至到含有55 mg/L蛇床子素的锥形瓶中，在28、145 r/min下振荡培养7 d；不含蛇床子的培养液为对照。充分摇匀后取100 L放置于血球计数板上，测算每毫升的孢子量。1.2.2蛇床子素对稻曲病菌生物活性的影响稻曲病菌液体培养滤出物的生物活性测试10：将上述1.2.1的稻曲病菌培养液过2层滤纸，收集滤出液，再经3500 r/min，离心8 min，收集上清液。将滤纸浸润滤出上清液，把水稻种子10粒放置在处理过的滤纸片上，在25 下催芽。每处理重复3次，5 d后测量芽长和根长。1.2.3蛇床子素对稻曲病菌致病力的影响参考张君成等11的方法，在水稻孕穗期挂签标记，下午16:0018:00在已标记的水稻剑叶下第 23片叶的叶鞘部位注射上述1.2.1的稻曲病菌培养液2 mL菌液至溢出，蛇床子素抑制病菌发酵液和对照病菌发酵液，每个处理接种10穗，重复3次。于水稻黄熟期后调查各处理发病情况。1.2.4田间药效试验田间药效试验于2021年在黑龙江省农业科学院五常水稻试验田进行，方法参照中华人民共和国农业行业标准 农药田间药效试验准则第54部分：杀菌剂防治水稻稻曲病，试验共设7个处理：1)1%蛇床子素水乳剂24.38 g a.i./hm2(叶枕平时期施用，叶枕平时期指1/31/2植株的剑叶叶枕与倒数第2叶叶枕距离为0时)；2)6%井冈240亿CFU/克枯芽菌可湿性粉剂99 g a.i./hm2(叶枕平时期施用)；3)6%寡糖 链蛋白可湿性粉剂63 g a.i./hm2(分蘖末期施用)；4)6%寡糖 链蛋白可湿性粉剂63 g a.i./hm2(分蘖末期施用)+1%蛇床子素水乳剂24.38 g a.i./hm2(叶枕平时期施用)；5)6%寡糖 链蛋白可湿性粉剂63 g a.i./hm2(分蘖末期施用)+6%井冈 240亿CFU/g枯芽菌可湿性粉剂99 g a.i./hm2(叶枕平时期施用)；6)常规化学对照75%肟菌 戊唑醇水分散粒剂140.63 g a.i./hm2(破口期前7 d、齐穗期各施用1次)；7)清水对照(CK)。每个处理4次重复，随机区组排列，每小区面积20 m2。施药方法为使用Solo-417电动型喷雾器，3#扇形喷头，工作压力2.5 bar，流速1.07 L/min，按每亩用药量换算小区用药量喷施各处理小区，喷液量30 L/667m2。于水稻黄熟期后调查各处理发病情况。稻曲病发病分级标准为：0级，无病粒；1级，每穗1个曲球或染病谷粒；3级，每穗2个曲球或染病谷粒；5级，每穗35个曲球或染病谷粒；7级，每穗69个曲球或染病谷粒；9级，每穗10个以上曲球或染病谷粒。各小区采用5点法取样，每小区调查25丛稻，记录每丛病穗数、总穗数，计算病株率和防治效果；依据分级标准调查记录发病情况，并计算病情指数和防效。1.2.5数据处理应用Mcirosoft Office Excel 2013处理数据。数据统计利用SPSS 19.0进行方差分析，邓肯氏新复极差(DMRT)法进行显著性测定。224第3期王 春，等：蛇床子素对稻曲病菌的抑菌活性及诱抗剂与其协同增效作用评价2结果与分析2.1蛇床子素对稻曲病菌菌丝生长和产孢的影响室内测试结果表明：蛇床子素对稻曲病菌的菌丝生长和产孢有明显的抑制作用(见表1)。稻曲病菌株WC49和AC27平均菌落直径分别为37.3、47.0 mm，蛇床子素对2个菌株的菌落直径抑制率分别为58.93%和53.90%。稻曲病菌株WC49和AC27平均孢子浓度分别为2.5106、3.1106个/mL，蛇床子素对2个菌株的孢子浓度抑制率分别为94.59%和86.02%。在供试剂量下，蛇床子素对2个菌株产孢的抑制作用明显强于对菌丝生长的抑制作用。2.2蛇床子素对稻曲病菌培养滤液毒力的影响水稻种子发芽试验结果表明：不同处理稻曲病菌培养滤液对水稻种子胚芽的生长有显著不同的影响(见表2)。稻曲病菌株WC49和AC27的培养滤液处理水稻种子后，发芽后平均芽长分别为7.9、7.3 mm，与清水对照处理相比对芽长的抑制率分别为57.5%和60.8%；而经蛇床子素处理后的2个菌株培养滤液对水稻种子芽长的抑制率分别为16.1%和29.6%，与2个菌株的纯培养滤液对种子芽长的抑制率差异显著，表明蛇床子素对稻曲病菌的产毒能力有很好的抑制作用。2.3蛇床子素对稻曲病菌致病力的影响盆栽接种侵染结果表明：蛇床子素对稻曲病菌致病力有明显的抑制作用(见表3)。稻曲病菌株WC49和AC27培养物接种稻穗后，每穗的平均稻曲球分别为13.2、15.1个；而蛇床子素对2个菌株侵染形成稻曲球的抑制率分别为88.35%和89.18%，经蛇床素抑制后，2个菌株的培养物侵染稻穗后形成的稻曲球平均不足2个，说明稻曲病菌的孢子和菌丝的致病能力受到蛇床子素的强烈抑制。2.4植物免疫诱抗剂和生物药剂对水稻稻曲病的田间防治效果田间试验结果表明：植物免疫诱抗剂和生物药剂对稻曲病的协同防控与2者单独施用的田间防治效果存在显著的差异(见表4)。在分蘖后期单独喷施植物物免疫诱抗剂6%寡糖链蛋白可湿性粉剂对稻曲病防效为61.16%，无法有效预防稻曲病的发生和流行；在叶枕平时期分别单独喷施生物药剂1%蛇床子素水乳剂和6%井冈枯芽菌可湿性粉剂的推荐剂量防治效果分别为73.77%和71.39%；但是，将植物免疫诱抗剂和生物药剂分别在分蘖后期和叶枕平时期协同应用，2种生物药剂与诱抗剂对稻曲病的协同防治效果分别为84.58%和82.13%，与常规化学对照药剂75%肟菌 戊唑醇对稻曲病的生产上常规防治措施防效80.72%无显著差异。处理平均菌落直径/mm菌丝生长抑制率/%平均孢子浓度/(106个/mL)产孢抑制率/%WC4937.3-2.5-WC49O+蛇床子素15.358.93a0.194.59aAC2747.0-3.1-AC27O+蛇床子素21.753.90b0.486.02b表1蛇床子素对稻曲病菌菌丝生长和产孢的抑制作用处理平均芽长/mm平均抑制率/%WC497.957.5aWC49O+蛇床子素15.616.1cAC277.360.8aAC27O+蛇床子素13.129.6bCK18.6表2不同处理稻曲病菌培养滤液对水稻种子胚芽生长的毒力处理平均稻曲球个数稻曲球抑制率/%WC4913.2-WC49O+蛇床子素1.588.35aAC2715.1-AC27O+蛇床子素1.689.18a表3不同处理稻曲病菌培养物侵染稻穗的发病结果编号药剂名称总穗数病穗数病穗率/%病情指数防治效果/%11%蛇床子素水乳剂598.334.05.71.9673.77b26%井冈 枯芽菌可湿性粉剂590.032.75.52.1371.39b36%寡糖 链蛋白可湿性粉剂607.743.77.22.9061.16c46%寡糖 链蛋白+1%蛇床子素581.321.33.71.1584.58a56%寡糖 链蛋白+6%井冈 枯芽菌584.726.04.41.3382.13a675%肟菌 戊唑醇水分散粒剂609.729.74.91.4480.72a7清水对照592.788.715.07.46表4诱抗剂与生物杀菌剂对稻曲病的田间防治效果3讨论与结论蛇床子素作为中草药蛇床子的活性成分，其有消炎、抗菌和杀虫作用。蛇床子素以前主要用在医药方面，近年来其在抑制植物病原真菌方面的研究日益增多。严清平等12用蛇床子素60 mg/L处理草莓白粉菌后24 h可完全抑制其分生孢子萌发。齐中强等13研究发现蛇床子素225农 药 AGROCHEMICALS第卷62对稻瘟病菌菌丝生长和孢子萌发都具有抑制作用，特别对孢子萌发的抑制更为显著，40 mg/L的蛇床子素处理稻瘟病菌分生孢子后，抑制其萌发甚至完全抑制病斑的产生。石志琦等14研究发现蛇床子素对多种病原真菌具有抑制活性，且其抑制中浓度(EC50值)在21.1561.62 mg/L之间，特别是50 mg/L蛇床子素对小麦赤霉病菌孢子有显著的抑制作用。本试验发现用55 mg/L蛇床子素处理稻曲病菌培养物后，其对稻曲病菌菌丝生长、产孢能力、培养滤液毒力和致病力等特性有显著的抑制作用。因此，推测蛇床子素通过抑制菌丝的扩展、孢子萌发和毒素的形成，从而影响了稻曲病菌对水稻的致病力。目前，生产上水稻病害的防治多依赖化学杀菌剂，以消灭病原菌为目标，然而由于化学杀菌剂的不合理施用，导致病原菌抗药性、农药残留和环境污染等问题，严重影响的水稻种植生产的可持续发展。植物免疫诱抗剂可以提高植物的抗逆性，减轻病害的发生与发展。已有研究表明植物诱抗剂氨基寡糖素和化学药剂稻瘟酰胺配合使用，可以有效防治稻瘟病和水稻纹枯病，施用效果和高剂量稻瘟酰胺的防治效果与增产率相比无明显差异15。氨基寡糖素与吡唑醚菌酯混用防治白粉病，可降低吡唑醚菌酯用量约30%，且使后者防效提高36.64%41.57%16。本试验采用植物免疫诱抗剂6%寡糖 链蛋白和生物药剂1%蛇床子素或6%井冈 枯芽菌在水稻分蘖末期和叶枕平时期分别施用，结果表明植物免疫诱抗剂和生物药剂分别在分蘖后期和叶枕平时期协同应用，2种生物药剂与诱抗剂对稻曲病的协同防治效果显著高于生物药剂和诱抗剂的单独施用效果。因此，植物诱抗剂和生物药剂的协同应用具有很好的增效作用，可以成为促进生物药剂和植物诱抗剂在生产上大面积推广应用的重要技术措施。参考文献：1陆明红,刘万才,朱凤.稻曲病近年流行规律及治理对策探讨J.中国植保导刊,2018,38(5):44-47.2胡东维,梁五生,赖朝晖.稻曲病菌成灾机制与防控技术研究进展J.植物保护,2018,44(1):1-5.3胡东维,王疏.稻曲病菌侵染机制研究现状与展望J.中国农业科学,2012,45(22):4604-4611.4张俊喜,成晓松,宋益民,等.中国水稻稻曲病研究进展J.江苏农业学报,2016,32(1):234-240.5陈旭,邱结华,熊萌,等.稻曲病研究进展J.中国稻米,2019,25(5):30-36.6阴旗俊,孙海峰.蛇床子素的药理作用和作为生物农药的研究J.中医药信息,2009,26(2):13-15.7邱德文.我国植物免疫诱导技术的研究现状与趋势分析J.植物保护,2016,42(5):10-14.8张越,杨冬燕,张乃楼,等.植物抗病激活剂研究进展J.中国科学基金,2020,34(4):519-528.9余山红,方辉,王会福.国内防治稻曲病药剂的筛选与评价J.江苏农业科学,2018,46(21):99-103.10 XU Yuan-di,WU Shuang,YU Zhao-meng,et al.TranscriptionfactorUvMsn2isimportantforvegetativegrowth,conidiogenesis,stress response,mitochondrial morphology andpathogenicityinthericefalsesmutfungusUstilaginoideavirensJ.Phytopathology Research,2021,3(1):1-10.11 张君成,陈志谊,张炳欣,等.稻曲病的接种技术研究J.植物病理学报,2004,34(5):463-467.12 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