腐皮镰孢菌对咯菌腈抗性风险评估及咯菌腈对小球藻毒性评价

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Melaniemei
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咯菌腈由于杀菌谱广、活性高等优点被广泛应用于世界各地农田的植物病害防治。本研究开展时,该药剂在国内尚未获得防治辣椒根腐病正式登记,按照农药登记管理有关要求,需要开展辣椒根腐病致病菌对咯菌腈的抗性风险评估研究。同时,咯菌腈在田间应用后可吸附在土壤颗粒上或直接溶解在水中并通过地表径流进入水生生态系统,导致在水生环境中的积累并对水生环境中的初级生产者产生不同程度的负面影响。论文以辣椒根腐病致病菌之一的腐皮镰孢菌Fusarium solani为供试菌株,水生生物毒性试验常用的小球藻Chlorella vulgaris为模式生物,系统研究腐皮镰孢菌对咯菌腈的室内抗性风险和咯菌腈对小球藻的毒性效应及相关作用机理,明确咯菌腈防治辣椒根腐病的可行性及其长期广泛用于防治多种田间病害同时所构成的对水生环境中初级生产者的风险。本研究结果总结如下。采用菌丝生长速率法对采集、分离自未使用过咯菌腈的5个省份的102株腐皮镰孢菌菌株进行供试菌株群体对咯菌腈的敏感性测定。结果表明:102株腐皮镰孢菌对咯菌腈的EC50值分布范围为0.0290-0.1834 mg/L,平均EC50值为(0.1062±0.0315)mg/L,敏感性频率分布为连续单峰曲线,符合正态分布,所以可将其作为供试5个省份腐皮镰孢菌对咯菌腈的敏感基线。通过药剂驯化和紫外诱导并结合抗性遗传稳定性测定,最终共获得4株腐皮镰孢菌抗咯菌腈突变体,抗性水平在6.94-32.43倍之间,突变频率分别为3.51×10-4和7.41×10-9。腐皮镰孢菌抗咯菌腈突变体生物学性状的研究表明,腐皮镰孢菌抗咯菌腈突变体的菌丝生长速率、产孢量和致病力与亲本敏感菌株不存在显著性差异。交互抗性测定结果显示,腐皮镰孢菌对咯菌腈与嘧菌酯、醚菌酯、多菌灵和福美双之间均无交互抗性。供试腐皮镰孢菌对咯菌腈较为敏感,腐皮镰孢菌对咯菌腈的室内抗性风险等级评估为低至中等;推测咯菌腈可作为防治辣椒根腐病的理想药剂,为延缓抗药性,建议在田间防治辣椒根腐病时将咯菌腈与不同作用机制的杀菌剂混用或交替使用。咯菌腈可对小球藻的生长产生负面影响。咯菌腈抑制小球藻细胞密度的增加,96 h EC50值为1.87 mg/L。0.75和3 mg/L咯菌腈可降低小球藻细胞内叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量。咯菌腈通过改变小球藻抗氧化酶活性和提高ROS水平诱导氧化应激。透射电子显微镜显示咯菌腈能够改变细胞形态和破坏细胞完整性,导致小球藻细胞畸形或破裂。流式细胞仪分析表明咯菌腈可诱导小球藻细胞凋亡。内源性物质的变化表明咯菌腈通过能量代谢、氨基酸和不饱和脂肪酸的生物合成等途径影响小球藻的代谢水平。本研究有助于了解咯菌腈对小球藻产生的负效应及其毒性的生物学机制。以上研究结果表明,咯菌腈能够抑制腐皮镰孢菌的菌丝生长速率,不同省份腐皮镰孢菌对咯菌腈的敏感性未出现明显变化,咯菌腈对防治田间辣椒根腐病具有良好的应用前景。与此同时,咯菌腈可对小球藻生长、光合色素含量、抗氧化防御系统、细胞形态、细胞凋亡和代谢水平表现出不同程度的毒性效应,田间用药过程中应注意咯菌腈对微藻及水生生物的影响,减轻或避免咯菌腈对水生环境造成的污染。
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