殺線蟲劑新品種及作用機制研究進(jìn)展

王 晴，方文生，李 園,2，王秋霞,2，顏冬冬,2，曹坳程,2

（1中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，北京 100193；2現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北京創(chuàng)新團(tuán)隊，北京 100029）

0 引言

線蟲(nematoda)是一類低等的無脊椎動物，可自由生活，也可寄生植物和動物[1]。寄生于植物體內(nèi)的被稱為植物寄生線蟲，目前已知的植物寄生線蟲有200屬以上，4100多種[2-3]。中國地處溫帶和亞熱帶，線蟲種類繁多，當(dāng)前，對中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響最大的是根結(jié)線蟲(Meloidogynespp.)和孢囊線蟲(Heterodera)[4]。植物病原線蟲具有隱蔽性、寄主范圍廣、易傳播、致病性強等特點，種群增長迅速，防治困難。在眾多防治措施中，化學(xué)防治具有快速、高效、經(jīng)濟等優(yōu)點，依然是防治線蟲的主要手段。

殺線蟲劑(nematicide)的種類較少，分為化學(xué)殺線蟲劑和生物源殺線蟲劑。近些年來，殺線蟲劑的登記數(shù)量增長迅速，截至2021年8月13日，中國已取得農(nóng)藥登記的殺線蟲劑共有347個，這些殺線蟲劑產(chǎn)品包括270個單劑，其中152個為噻唑膦，100個為阿維菌素；77個混配制劑，主要有阿維·噻唑磷、寡糖·噻唑膦等；登記作物涉及23個，有效成分涉及31個。除此之外，國內(nèi)外近5年來每年都有一款新殺線蟲劑上市，令人矚目的三氟殺線酯為中國自主研發(fā)（表1）。但是相比于殺菌劑和殺蟲劑來說，關(guān)于殺線蟲劑的開發(fā)與研究進(jìn)程依然是緩慢的，而作用機制研究是推進(jìn)新殺線蟲劑的開發(fā)利用的基礎(chǔ)，因此，本研究按照殺蟲劑和殺菌劑抗性行動委員會對殺線蟲劑的作用機制分類（表2）對新老殺線蟲劑品種的特性以及殺線蟲機理進(jìn)行綜述。

表1 殺線蟲劑的新品種/活性成分

表2 殺線蟲劑作用機制的分類

1 殺線蟲劑作用機制及其品種

1.1 抑制線蟲的神經(jīng)行為

植物內(nèi)寄生線蟲的許多肌肉運動，比如侵入根系、建立取食位點等危害植物的過程都是由神經(jīng)元支配的[5]，一些參與神經(jīng)傳遞的基因最初在秀麗隱桿線蟲中被發(fā)現(xiàn)。秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)是所有動物中細(xì)胞譜系和神經(jīng)元連接研究最清楚的一種模式動物，含有302個神經(jīng)元，其中75個為運動相關(guān)神經(jīng)元，包括膽堿神經(jīng)元56個和γ-氨基丁酸神經(jīng)元19個，此外，線蟲還具有與哺乳動物類似的神經(jīng)遞質(zhì)，如乙酰膽堿、多巴胺、5-羥色胺和谷氨酸等[6]。氨基甲酸酯類、有機磷類殺線蟲劑和阿維菌素分別作用于乙酰膽堿酯酶和谷氨酸門控氯離子通道。

1.1.1 乙酰膽堿酯酶抑制劑（氨基甲酸酯類和有機磷類殺線蟲劑）乙酰膽堿(acetylcholine，ACh)是參與大多數(shù)生物體運動功能的主要神經(jīng)遞質(zhì)，線蟲也是[7]。植物寄生線蟲通過乙酰膽堿酯酶(acetyl cholinesterase，AChE)水解體內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿來終止神經(jīng)沖動的傳遞，以此調(diào)節(jié)正常的肌肉運動[8]。在不同的植物寄生線蟲中已經(jīng)報道了多個AChE基因，基因Mi-ace-1和Mi-ace-2在南方根結(jié)線蟲(Meloidogyne incognita)中；Mj-ace-1在爪哇根結(jié)線蟲(Meloidogyne javanica)中[9-10]；Dd-ace-1、Dd-ace-2和Dd-ace-3在甘薯莖線蟲(Ditylenchus destructor)[11-13]中；Hg-ace-2在大豆胞囊線蟲(Heterodera glycines)[14]中；Bx-ace-1、Bx-ace-2和Bxace-3在松材線蟲(Bursaphelenchus xylophilus)[15-17]中。

氨基甲酸酯類和有機磷類這2類殺線蟲劑的作用機制同其殺蟲機制類似，都是作用于線蟲的乙酰膽堿酯酶。這兩類殺線蟲劑通過與線蟲體內(nèi)的乙酰膽堿酯酶的活性位點絲氨酸殘基形成共價鍵而使乙酰膽堿酯酶不能分解乙酰膽堿[18]，以此造成線蟲的神經(jīng)長時間處于興奮狀態(tài)，最終造成線蟲的肌肉麻痹、行動異常，繼而難以取食寄生而死亡[19]。CUI等[20]通過植物介導(dǎo)的RNAi方式，當(dāng)同時敲除Mi-ace-1、Mi-ace-2、Mi-ace-3基因時，轉(zhuǎn)基因煙草根中癭瘤的數(shù)量顯著減少，降低了線蟲的發(fā)育和寄生能力。JOANA等[21]通過沉默編碼馬鈴薯白線蟲(Globodera pallida)的乙酰膽堿酯酶基因Gp-ace-2，導(dǎo)致線蟲完全癱瘓，阻止了它們感染寄主植物，完成其生命周期。

這2類化合物對線蟲作用的共同特征是麻痹或麻醉而非殺死線蟲，且該作用具有可逆性，將中毒麻痹的線蟲從藥液中取出放入凈水后，線蟲可能復(fù)蘇。例如燕麥真滑刃線蟲(Aphelenchus avenae)和Panagrellus redivivus（一種自由生活線蟲）用甲拌磷處理之后，線蟲體緊緊卷著幾乎不再動，此時其乙酰膽堿酯酶分別降低96%和93%，而將這2種麻痹的線蟲從藥液中取出，放入水中48～72 h之后線蟲可以完全恢復(fù)正常[22]。所以這兩類藥劑對植物的保護(hù)作用并不在于殺死線蟲，而是破壞線蟲的神經(jīng)纖維，從而抑制線蟲侵入植物及取食的能力，同時破壞了雌蟲引誘雄蟲的能力，導(dǎo)致線蟲的發(fā)育和繁殖滯后等。氨基甲酸酯類殺線蟲劑的傳統(tǒng)品種有克百威、涕滅威、殺線威等，有機磷類殺線蟲劑的傳統(tǒng)品種有噻唑膦、甲拌磷等。

1.1.2 谷氨酸門控氯離子通道變構(gòu)調(diào)節(jié)劑（阿維菌素）

谷氨酸是脊椎動物和無脊椎動物神經(jīng)系統(tǒng)中的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，作用于細(xì)胞膜上的谷氨酸受體。在昆蟲、線蟲等無脊椎動物中有一種抑制性谷氨酸受體，谷氨酸能夠與此類受體結(jié)合進(jìn)而開啟氯離子通道，因此這類受體也被稱為谷氨酸門控氯離子通道[23]。對線蟲的研究發(fā)現(xiàn)，谷氨酸門控氯離子通道除了能夠調(diào)節(jié)神經(jīng)興奮的傳遞，還能夠調(diào)節(jié)線蟲的運動、取食、信號感知和繁殖[24-25]。

阿維菌素類(AVMs)，大環(huán)內(nèi)酯類化合物，具有殺蟲、殺螨和殺線蟲活性。阿維菌素立體選擇性反應(yīng)，特異性地調(diào)節(jié)谷氨酸門控氯離子通道開放，使得帶負(fù)電的氯離子大量流入細(xì)胞內(nèi)，導(dǎo)致膜電位保持在超極化狀態(tài)，膜難以去極化，導(dǎo)致細(xì)胞不能興奮，神經(jīng)傳導(dǎo)受阻，最終使得蟲體麻痹死亡[26]。阿維菌素類藥劑作用于線蟲后出現(xiàn)不僅出現(xiàn)了行動麻痹，咽泵也出現(xiàn)了快速麻痹等表現(xiàn)[27]。LAUGHTON等[28]通過將秀麗隱桿線蟲體內(nèi)的基因lacZ連接到avr-15的啟動子上后，發(fā)現(xiàn)谷氨酸門控氯離子通道的α2亞基更多地分布在線蟲的運動神經(jīng)系統(tǒng)中，此外，α2和β亞基都有在咽部肌肉細(xì)胞中表達(dá)，與線蟲阿維菌素中毒后出現(xiàn)的行動和咽泵癱瘓癥狀一致。

1.2 抑制線蟲的呼吸作用

雖然線蟲沒有專門的呼吸器官，體內(nèi)外氣體交換是以擴散作用通過體壁進(jìn)行的，但是新陳代謝的研究表明，自由生活線蟲和植物寄生線蟲都是通過糖酵解和三羧酸循環(huán)進(jìn)行能量代謝，并且在許多線蟲種群中具有乙醛酸循環(huán)[2]。

1.2.1 線粒體復(fù)合物II電子傳遞抑制劑或琥珀酸輔酶Q還原酶抑制劑（氟吡菌酰胺、cyclobutrifluram）氟吡菌酰胺(fluopyram)是由德國拜耳作物科學(xué)公司開發(fā)的吡啶乙基苯甲酰胺類殺菌、殺線蟲劑，可用于防治番茄、黃瓜、西瓜、香蕉、煙草上的根結(jié)線蟲。此前，它被認(rèn)為是真菌中琥珀酸脫氫酶的抑制劑[29]。HEIKEN[30]的試驗顯示線蟲的琥珀酸脫氫酶的敲除突變體對氟吡菌酰胺的敏感性增加了約2.6倍，因此認(rèn)為這可能也是線蟲的作用模式，它是作用于琥珀酸脫氫酶的第一個殺線蟲劑[31]。在另一項研究中，其他抑制琥珀酸脫氫酶的殺菌劑，包括啶酰菌胺(boscalid)，氟酰胺(flutolanil)，吡 噻 菌 胺 (penthiopyrad)，氟 唑 菌 酰 胺(fluxapyroxad)和苯并烯氟菌唑(solatenol)，對未知根結(jié)線蟲沒有殺線蟲作用，這說明氟吡菌酰胺還可能影響線蟲的其他靶點，或者其化學(xué)結(jié)構(gòu)對線蟲琥珀酸脫氫酶的親和力高于其他抑制琥珀酸脫氫酶的殺菌劑。在同一研究中，氟吡菌酰胺在短時間暴露后顯示出可逆的殺線蟲活性[32-34]。LIU等[35]的研究表明，氟吡菌酰胺處理除了顯著降低了秀麗隱桿線蟲的呼吸酶的活性，還顯著降低了超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶等抗氧化酶的活性，氧化應(yīng)激相關(guān)基因sod-3、gst-4、ctl-2、hsp16.1和hsp16.2在mRNA水平同樣異常。另外，暴露于氟吡菌酰胺后，活性氧生成、丙二醛水平、脂褐素和脂質(zhì)積累急劇增加，與腸道損傷相關(guān)基因mtm-6、nhx-2、opt-2、pkc-3、par-6、act-5和egl-8、細(xì)胞凋亡相關(guān)基因egl-38、ced-13、lgg-1、脂質(zhì)積累相關(guān)基因fat-6和fat-7的表達(dá)變化一致。此外，經(jīng)皮爾遜相關(guān)性分析表明氟吡菌酰胺在秀麗隱桿線蟲的氧化應(yīng)激、腸道損傷和細(xì)胞凋亡中誘導(dǎo)了多重毒性相關(guān)效應(yīng)。

Cyclobutrifluram是先正達(dá)于2020年新推出的殺線蟲劑和殺菌劑技術(shù)品牌TYMIRIUM?的活性成分[36-37]，屬新型煙酰胺類含氟殺線蟲劑，由于cyclobutrifluram與氟吡菌酰胺的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，因此推測其為線粒體電子傳遞鏈復(fù)合物II的抑制劑[38]，但是目前沒有研究證明其作用機制是抑制線粒體復(fù)合物II電子傳或琥珀酸輔酶Q還原酶，因此關(guān)于其作用機制還有待研究。cyclobutrifluram可用于種子和土壤處理，防治番茄、黃瓜和甜菜等作物上的根結(jié)、甜菜孢囊和玉米短體等多種線蟲和土傳病害，持效期較長。先正達(dá)計劃在2021—2022年在拉丁美洲首次推出基于TYMIRIUMTM技術(shù)的產(chǎn)品。

1.3 脂質(zhì)合成、生長調(diào)控，乙酰輔酶A羧化酶抑制劑（螺蟲乙酯）

螺蟲乙酯（spirotetramat，商品名Movento?MPC）拜耳公司開發(fā)的新型季酮酸衍生物類殺蟲劑，具有雙向內(nèi)吸傳導(dǎo)特性。螺蟲乙酯通過抑制害蟲體內(nèi)脂肪合成過程中的乙酰CoA羧化酶的活性，從而破壞脂質(zhì)的合成，阻斷害蟲正常的能量代謝，最終導(dǎo)致其死亡[39]。在國外被登記用于防治甜菜胞囊線蟲[40]，但是其目前在國內(nèi)的登記主要用于防治刺吸式口器的害蟲和害螨。OPPERMAN等[41]證明螺蟲乙酯具有殺線蟲活性，在螺蟲乙酯的活性成分螺蟲乙酯-烯醇濃度低至30 ppm的環(huán)境中，秀麗隱桿線蟲的發(fā)育受阻。GUTBROD等[42]證實了乙酰CoA羧化酶同樣是螺蟲乙酯殺線蟲的作用靶點，用放射性標(biāo)記的碳酸氫鈉進(jìn)行的酶測表明，螺蟲乙酯-烯醇抑制了線蟲的乙酰CoA羧化酶活性，IC50為50 μmol/L，通過特異性地減少含有c18的三?；视?，將發(fā)育抑制與脂肪酸代謝聯(lián)系起來，從而影響線蟲的儲存脂質(zhì)。此外，通過RNAi沉默甜菜胞囊線蟲的乙酰CoA羧化酶，可以誘導(dǎo)與螺蟲乙酯-烯醇抑制線蟲相似的表型，因此，同樣支持螺蟲乙酯-烯醇通過抑制乙酰CoA羧化酶作用于線蟲的結(jié)論。

1.4 未知或不確定作用機制的化合物

1.4.1 氟噻蟲砜 氟噻蟲砜(fluensulfone)，新型雜環(huán)氟代砜類低毒殺線蟲劑，2019年安道麥公司在中國登記了95%氟烯線砜原藥和40%氟烯線砜乳油；制劑產(chǎn)品商品名為尼咪特?，土壤噴霧，防治黃瓜根結(jié)線蟲，制劑用藥量為7500～9000 mL/hm2。

氟噻蟲砜以觸殺作用為主，線蟲接觸后活動減少，進(jìn)而麻痹，接觸1 h后停止進(jìn)食，侵染和產(chǎn)卵能力下降。對多種植物寄生線蟲，尤其是根結(jié)線蟲效果好，是許多氨基甲酸酯和有機磷殺線劑的“綠色”替代品[43]。JAMES等[44]證明對伊維菌素、涕滅威高度耐藥的突變體對氟噻蟲砜依然高度敏感，并通過對比三者的作用譜表明氟噻蟲砜的作用機制與作用于谷氨酸門控氯離子通道的伊維菌素和作用于乙酰膽堿酯酶的涕滅威不同。在JAMES等[45]的后續(xù)研究中研究表明氟噻蟲砜的殺線蟲作用遵循一個時間進(jìn)程，從早期對運動的影響到后期累積的代謝損傷，無法儲存脂質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致死亡，長期暴露于低濃度的氟噻蟲砜(≥3天、≤30 μmol/L)，揭示了一種緩慢發(fā)展的代謝損傷，在死亡前，馬鈴薯胞囊線蟲依次表現(xiàn)出運動性降低、細(xì)胞活力代謝標(biāo)志物的丟失、脂肪含量變高和組織變性。并觀察到經(jīng)氟噻蟲砜誘導(dǎo)的線蟲使用噻唑藍(lán)染色后，顏色從頭部轉(zhuǎn)移到了線蟲的后部，可能表明代謝活動轉(zhuǎn)移到了線蟲的尾部，或者發(fā)生在尾部的代謝改變。氟噻蟲砜之所以降低了馬鈴薯胞囊線蟲存儲脂質(zhì)的能力，這可能是由于干擾了脂肪酸的β氧化過程，因此氟噻蟲砜對植物寄生線蟲的作用機制可能是破壞了線蟲儲存脂質(zhì)的能力。

但是除此之外，HADA等[46]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)氟噻蟲砜處理后，線蟲所有神經(jīng)肽作用的基因在不同時間-濃度組合下均有不同程度的下調(diào)，乙酰膽堿基因ace-1和ace-2、FMR酰胺肽樣蛋白基因flp-12，flp-14，flp-16和flp-18、神經(jīng)肽樣蛋白基因nlp-3和nlp-12三種神經(jīng)肽作用基因均受到抑制。同時抑制了大部分與化學(xué)感受、食管腺分泌、寄生、脂肪酸代謝、G蛋白偶聯(lián)受體相關(guān)的基因，證實了氟噻蟲砜除了導(dǎo)致線蟲無法儲存脂質(zhì)外，還對各種代謝和生理途徑的廣泛影響。

1.4.2 Tioxazafen Tioxazafen（商品名 NemaStrike）是孟山都公司于2013年開發(fā)的二取代噁二唑類殺線蟲劑。該結(jié)構(gòu)化合物原開發(fā)用作醫(yī)藥，后被孟山都收購并開發(fā)用作殺線蟲劑[47]。2017年5月1日，美國環(huán)保署(EPA)批準(zhǔn)登記了82.5% Tioxazafen原藥和45.9%（或541 g/L）Tioxazafen懸浮劑，用于玉米、大豆和棉花等三大作物。2017年3月31日，巴斯夫股份公司和巴斯夫中國有限公司對Tioxazafen混合物提出PCT申請。專利申請?zhí)枺篧O2017178917；專利名稱：tioxazafen混合物的殺線蟲劑活性(Pesticidally active mixtures of tioxazafen)。但是鑒于報道稱NemaStrike會引發(fā)皮疹，孟山都2017年擱置了于2018年對美國近320萬公頃農(nóng)作物推出NemaStrike的計劃。此后在仔細(xì)評估了2019年施用者和種植者的體驗后，少數(shù)人在使用NemaStrike或該產(chǎn)品處理過的種子后同樣出現(xiàn)皮膚刺激，拜耳決定在2020年不再廣泛提供用于玉米、棉花或大豆的NemaStrike技術(shù)。

Tioxazafen的作用機理與其他傳統(tǒng)殺線蟲劑也完全不同，通過干擾線蟲核糖體的活性而起效，引起靶標(biāo)線蟲體內(nèi)基因突變，進(jìn)而發(fā)揮藥效[47]。該產(chǎn)品為廣譜內(nèi)吸性殺線蟲劑，用于防治大豆胞囊線蟲、根結(jié)線蟲、腎形線蟲等，玉米根腐線蟲、根結(jié)線蟲、針線蟲等，棉花腎形線蟲、根結(jié)線蟲等，且防效卓越。此外，Tioxazafen毒性低，對環(huán)境和土壤生物影響小，安全性高[48]。

1.4.3 三氟咪啶酰胺 三氟咪啶酰胺（fluazaindolizine；商品名Reklemel、銳根美?)，2015年由原杜邦公司研發(fā)的新型磺酰胺類非熏蒸性殺線蟲劑。三氟咪啶酰胺適用作物眾多，防治譜廣，可用于果類和瓜類蔬菜，根菜類作物等。試驗結(jié)果證明，三氟咪啶酰胺可以很好地控制植物寄生線蟲為害，對多種根結(jié)線蟲、腎形線蟲、劍線蟲、螺旋線蟲、短體線蟲等高效。其施用方式靈活，滴灌、噴霧、土壤施用均可，用量根據(jù)施用方式而不同，通常有效成分用量為0.25～2 kg/hm2。三氟咪啶酰胺能使線蟲癱瘓或麻痹，繼而致其死亡。目前，該產(chǎn)品的作用機理尚未明確。但是有試驗表明，它對現(xiàn)有殺線蟲劑的作用靶標(biāo)位點乙酰膽堿酯酶、線粒體電子傳遞、谷氨酸門控氯離子通道，在濃度達(dá)30μm時均沒有觀察到顯著的活性，從而推測其具有新穎的作用機理[49]。

目前，其500 g/L懸浮劑產(chǎn)品正在積極開展全球登記，其顆粒劑產(chǎn)品也在特定市場申請登記。澳大利亞農(nóng)藥和獸藥管理局(APVMA)、美國環(huán)境保護(hù)署(EPA)、加拿大衛(wèi)生部有害生物管理局(PMRA)都建議登記殺線蟲劑三氟咪啶酰胺及其終端制劑產(chǎn)品。另外該產(chǎn)品已于2018年在中國開展農(nóng)藥殘留登記實驗，后續(xù)將在中國廣泛使用[50-51]。

1.5 未知或不確定作用機制的化合物：假定是多位點抑制劑（熏蒸劑）

1.5.1 鹵代烴類 鹵代烴類殺線蟲劑是生產(chǎn)上使用較早的一類殺線蟲劑，溴甲烷、滴滴混劑、氯化苦和1，3-二氯丙烯都屬于鹵代烴類殺線蟲劑。

鹵代烴類殺線蟲劑一般認(rèn)為是通過烷基化作用或者氧化作用使線蟲中毒，最初表現(xiàn)為線蟲的過度活動，繼而麻醉，最終死亡。鹵代烴是一種烷基化試劑，生物體內(nèi)與生命至關(guān)緊要的蛋白質(zhì)特別是酶，其分子中均擁有羥基、氨基，鹵代烴可與它們發(fā)生烷基化反應(yīng)，使線蟲體內(nèi)的酶失去原有的活性或使活性受到抑制，進(jìn)而導(dǎo)致線蟲死亡。另一作用機制是發(fā)生在細(xì)胞色素鏈鐵離子部位的氧化，使線蟲呼吸作用受阻而致線蟲死亡[52]。

1.5.2 異硫氰酸類：異硫氰酸甲酯(MITC)和異硫氰酸烯丙酯(AITC)異硫氰酸類殺線蟲劑是氨基甲酰化試劑，一般認(rèn)為它的殺線蟲作用是通過與酶分子中的親核部位（如氨基、羥基、巰基）發(fā)生氨基甲酰化反應(yīng)來實現(xiàn)的[52]。

棉隆、威百畝在土壤中轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)異硫氰酸甲酯(MITC)，MITC一般以母體形式施用于土壤中。棉隆(dazomet)，高效、低毒、無殘留的廣譜性土壤熏蒸劑，目前國內(nèi)有4家公司登記98%棉隆顆粒劑/微粒劑用于防治番茄、生姜、花卉、草莓、三七上的線蟲（登記號：PD20151197、PD20182526、PD20070013、PD2017 2394）。威百畝(metam-sodium)，低毒、無污染、使用范圍廣的土壤熏蒸劑，1954年美國斯托弗(Stauffer)公司開發(fā)。目前國內(nèi)有兩家公司登記35%以及42%的威百畝水劑用于防治番茄、黃瓜上的根結(jié)線蟲（登記號：PD20081123、PD20180857、PD20101546）。棉隆可通過抑制生物的細(xì)胞分裂，DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成，生物呼吸受阻等多種方式，有效的殺滅根結(jié)線蟲、雜草等有害生物。

異硫氰酸烯丙酯(AITC)，俗稱芥末油，具有防癌、防腐、防蟲、除草及抑菌性能。在國外由美國Isagro公司登記商品化，商品名Dominus，主要登記于草莓、蔬菜、觀賞植物、苗圃中。在國內(nèi)主要登記為20%可溶液劑和20%水乳劑用于防治番茄根結(jié)線蟲（登記號：PD20190006、PD20181600）。有報道稱，經(jīng)異硫氰酸烯丙酯熏蒸后，玉米象的線粒體復(fù)合物I（NADH脫氫酶）和IV（細(xì)胞色素c氧化酶）受到抑制，導(dǎo)致細(xì)胞骨架塌陷和線粒體功能障礙，這表明線粒體復(fù)合物I和復(fù)合物IV在異硫氰酸烯丙酯的熏蒸機制中發(fā)揮了關(guān)鍵作用[53-54]，YANG[55]進(jìn)一步鑒定了來自細(xì)胞色素c氧化酶的cox1為AITC的結(jié)合靶點，其結(jié)合位點可能為ASN511。因此猜測異硫氰酸烯丙酯同樣作用于線蟲的線粒體，導(dǎo)致能量不足，活性氧產(chǎn)生增加，最終組織功能障礙。

1.5.3 其他熏蒸劑 還有多種熏蒸劑對植物寄生線蟲有著良好的防治效果，曹坳程等[56]發(fā)現(xiàn)硫酰氟(sulfuryl fluoride)對土壤線蟲有著顯著的防治效果；姚玉榮[57]和王佩圣等[58]也分別發(fā)現(xiàn)硫酰氟熏蒸對西瓜和黃瓜保護(hù)地的根結(jié)線蟲的防治效果很好。硫酰氟最早是以殺蟲劑登記，其殺蟲機理為破壞了害蟲的醣酵解過程，繼而阻止了體內(nèi)脂肪的代謝，對害蟲卵的毒性較差，殺死害蟲卵所需的劑量遠(yuǎn)高于幼蟲和成蟲，硫酰氟殺死蟲卵的機理被解釋為減少了蟲卵對氧氣的吸入[59]。推斷硫酰氟的殺線蟲機制與殺蟲機制類似，阻礙線蟲體內(nèi)的脂肪代謝，使線蟲失去維持生命必需的能量。中國是最早將硫酰氟登記作為土壤熏蒸劑防治根結(jié)線蟲的國家，目前登記為99%的氣體制劑，用于防治草莓、黃瓜、生姜、煙草作物上的根結(jié)線蟲。

此外，先前多人發(fā)現(xiàn)二甲基二硫(dimethyl disulfide)的殺線蟲活性與1，3-二氯丙烯相當(dāng)[60]；YAN等[61]發(fā)現(xiàn)室內(nèi)使用二甲基二硫熏蒸和觸殺南方根結(jié)線蟲的LD50分別為0.086、29.865 mg/L，田間以10 g/m2的濃度熏蒸對根結(jié)線蟲的防治效果較好；張大琪等[62]研究表明當(dāng)處理濃度為20 mg/kg時，對根結(jié)線蟲致死作用達(dá)77.93%。目前二甲基二硫由法國Arkema公司在美國和以色列等許多國家登記，商品名為Paladin、Accolade，用于防治根結(jié)線蟲。DUGRAVOT等[63]研究發(fā)現(xiàn)通過二甲基二硫通過抑制美洲蟑螂線粒體呼吸鏈復(fù)合物IV（細(xì)胞色素氧化酶）的產(chǎn)生，降低了細(xì)胞內(nèi)ATP濃度，隨后激活了神經(jīng)元KATP通道介導(dǎo)膜超極化和神經(jīng)元活性的降低，從而控制土壤害蟲。關(guān)于其對線蟲的作用機制目前沒有報道，推測其殺線蟲機制與殺蟲機制類似，作用于線蟲的線粒體。

2 總結(jié)與展望

關(guān)于植物寄生線蟲地研究發(fā)展至今已經(jīng)有相當(dāng)長的歷史，也取得了令人矚目的成就，但是與其他植物病原菌的研究相比，關(guān)于植物寄生線蟲的研究還是比較緩慢。由于線蟲本身的許多形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性等特點，深入研究過程中遇到很多困難，有些結(jié)構(gòu)至今沒有很明確，比如，線蟲的呼吸系統(tǒng)或氣體交換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)至今還不清楚，還需要借助高科技手段，對其進(jìn)行深入且系統(tǒng)的觀察和研究[64]。此外，新殺線蟲劑品種的研發(fā)過程也尤為緩慢，但是目前，由于基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)研究的進(jìn)展，殺線蟲劑的開發(fā)過程可能會向著從化學(xué)文庫的篩選入手，利用計算機分子對某些目標(biāo)線蟲進(jìn)行篩選和設(shè)計變化，這一變化可縮短開發(fā)時間和成本，提高防線蟲效果，甚至可能產(chǎn)生理想的殺線蟲劑[65]。SHIVAKUMARA等[66]在南方根結(jié)線蟲中鑒定了一個與秀麗隱桿線蟲同源的固醇結(jié)合蛋白(Mi-SBP-1)，并通過RNA干擾介導(dǎo)的基因沉默技術(shù)，將二齡幼蟲的Mi-sbp-1基因沉默，證實了該基因在南方根結(jié)線蟲的脂肪生成調(diào)控中起著關(guān)鍵作用。在離體條件下，寄主誘導(dǎo)的Mi-sbp-1基因沉默導(dǎo)致線蟲對脂肪儲備的利用能力喪失，線蟲發(fā)育緩慢，并降低了對小豆和煙草植株的寄生能力。因此，Mi-sbp-1可以作為南方根結(jié)線蟲管理的有效靶點。

一些未知作用機制的殺線蟲劑機制研究可以從殺線蟲劑本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)入手，比如近年的新殺線蟲劑品種2021年的三氟咪啶酰胺，2020年的cyclobutrifluram，2019年的三氟殺線酯以及新型具有殺線蟲活性的三氟丁烯類化合物[67]，包括此前的傳統(tǒng)品種氟噻蟲砜、氟吡菌酰胺、硫酰氟均為含氟殺線蟲劑。其中氟吡菌酰胺和cyclobutrifluram均為線粒體復(fù)合物II電子傳遞抑制劑，抑制線蟲的呼吸作用。氟噻蟲砜通過破壞線蟲儲存脂質(zhì)的能力從而殺死線蟲。硫酰氟也是通過破壞害蟲的醣酵解過程，抑制體內(nèi)氧的吸收，破壞脂肪代謝，進(jìn)而降低對能量的吸收。因此推斷其他含氟殺線蟲劑的作用機制同樣是破壞線蟲的脂肪代謝循環(huán)，使線蟲失去維持生存必需的能量。

總之，關(guān)于殺線蟲劑新品種的研發(fā)以及作用機制的研究仍需世界各國研究人員不斷的努力。