湖北省草莓和番茄保护地灰葡萄孢的抗药性研究

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近年来,湖北省草莓和番茄保护地规模不断扩大,许多病害也随之日益严重。由灰葡萄孢引起的灰霉病作为保护地常见的病害之一,给草莓和番茄生产带来了严重损失。目前生产上防治灰霉病仍然以化学防治为主。由于杀菌剂的长期大量使用,抗药性问题逐渐突出,已成为灰霉病绿色防控中新的挑战。为了对灰霉病的绿色防控提供有针对性的用药指导,本研究检测了湖北省草莓和番茄保护地灰葡萄孢对五种常用杀菌剂的敏感性。结果显示,对多菌灵和嘧菌环胺的抗性在湖北省草莓和番茄保护地的灰葡萄孢种群中广泛发生,对多菌灵和乙霉威的双重抗性只在草莓保护地的种群中普遍发生。同时只在草莓保护地检测到了对啶酰菌胺的抗性菌株。在草莓和番茄保护地,均未发现对咯菌腈的抗性菌株。本研究还测定了多菌灵抗性菌株,多菌灵、乙霉威和嘧菌环胺的三抗菌株,以及啶酰菌胺抗性菌株的抗性稳定性和环境适合度。结果表明,这些抗性具有较强的遗传稳定性,而且大部分抗性菌株在菌丝生长速率、对氯化钠的渗透压敏感性、致病力和离体、活体产孢量等方面与敏感菌株之间没有显著性差异。抗性分子机理研究结果表明,灰葡萄孢对多菌灵的抗性由β-微管蛋白基因(TUB2)的E198V或E198A点突变引起,对多菌灵和乙霉威的双重抗性由TUB2基因的E198K点突变引起,而琥珀酸脱氢酶B亚基基因(Sdh B)的H272R点突变则引起灰葡萄孢对啶酰菌胺的抗性。以上结果表明,湖北省草莓和番茄保护地灰葡萄孢对常用杀菌剂的抗性已经产生,而且抗性菌群具有与敏感菌群相似的环境适合度,抗性流行风险较高。为了简化抗药性检测流程、提高抗药性监测效率,本研究分别针对与苯并咪唑类杀菌剂(MBCs)和琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂(SDHIs)抗性相关的点突变E198A/V/K和H272R,开发了田间快速检测MBC和SDHI类杀菌剂抗性的环介导等温扩增(LAMP)检测方法。这种方法能特异性检测含有相应抗性点突变的菌株DNA。经体系优化,以10倍稀释的模板质粒、灰葡萄孢相似种和多株不同抗性表型的菌株DNA为模板进行LAMP反应。结果表明,该LAMP检测方法的最低模板质粒检测浓度为2×10~5 copies/μl,并且只能特异性检测含有相应抗性点突变的灰葡萄孢菌株DNA,说明本LAMP检测方法具有较高的灵敏度、特异性和重复性。此外,改进的DNA提取方法简单快速,更适合田间野外的抗性检测。鉴于其简单、快速、高效等优点,本研究开发的基于LAMP技术的田间抗性快速检测方法是一种非常有前景的抗性检测方法,将在灰葡萄孢对MBC和SDHI类杀菌剂抗性监测中起到十分重要的作用。为了探索苯胺基嘧啶类杀菌剂(APs)的抗性机理,本研究通过AP类杀菌剂抗性菌株与敏感菌株的有性杂交构建了抗性和敏感分离群体,并利用QTL-seq技术对AP类杀菌剂抗性相关基因进行定位。结果发现了3个与AP类杀菌剂抗性相关的数量性状基因位点(QTL),分别位于6、9和16号染色体上。对这些QTL位点进一步筛选,共获得了11个基因上的29个单核苷酸多态性(SNP)位点与AP类杀菌剂抗性相关。通过比对田间其他抗性和敏感菌株的相同基因序列,又将SNP位点缩小至4个基因上的7个位点。统计这些位点在田间抗性种群中的发生频率发现所有SNP位点的发生频率均超过50%,表明这些SNP位点与AP类杀菌剂抗性密切相关。转化结果也进一步证明Bcin16g00820基因上的E407K点突变确实与抗性有关。本研究结果为揭示灰葡萄孢对苯胺基嘧啶类杀菌剂的抗性机理提供了新的思路,为此类杀菌剂的抗性检测和治理提供了理论指导。综上所述,本研究鉴定了湖北省草莓和番茄保护地灰葡萄孢对四种常用杀菌剂的抗性,开发了田间快速检测MBC和SDHI类杀菌剂抗性的方法,发现了AP类杀菌剂抗性相关的SNP位点,对湖北省草莓和番茄保护地灰霉病的绿色防控具有非常重要的意义。
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