黃淮麥區(qū)假禾谷鐮刀菌對3種殺菌劑敏感性測定

王季鋒 王珊珊 許景升 徐進(jìn) 馮潔 張愛香 田海月 王連剛 黃俊霞 張昊

摘要

以假禾谷鐮刀菌Fusarium?pseudograminearum為主要病原菌引起的小麥莖基腐病已經(jīng)成為黃淮麥區(qū)的主要小麥病害之一，對小麥生產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重威脅。為了解假禾谷鐮刀菌對氰烯菌酯、戊唑醇和咯菌腈3種殺菌劑的敏感性，采用菌絲生長速率法對采自河南、河北、山東的108株假禾谷鐮刀菌進(jìn)行了室內(nèi)毒力測定。試驗結(jié)果表明：氰烯菌酯對假禾谷鐮刀菌的EC50為0.088～0.929?μg/mL，EC50均值為（0.471±0.181）?μg/mL;敏感性分布為連續(xù)單峰曲線，經(jīng)ShapiroWilk正態(tài)性檢驗符合正態(tài)分布（W=0.988，P=0.437>0.05），所以將所有菌株的EC50平均值0.471?μg/mL定為假禾谷鐮刀菌對氰烯菌酯的敏感基線;戊唑醇對供試菌株的EC50為0.015～0.961?μg/mL，EC50均值為（0.384±0.219）?μg/mL，敏感性分布不符合連續(xù)單峰的正態(tài)分布;咯菌腈對供試菌株的EC50為0.029～0.354?μg/mL，EC50均值為（0.153±0.075）?μg/mL，敏感性分布不符合連續(xù)單峰的正態(tài)分布。不同地理來源菌株間敏感性存在差異，但對這3種殺菌劑都表現(xiàn)出較高的敏感性。本試驗結(jié)果為3種殺菌劑在小麥莖基腐病上的防治應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)，為病原菌對藥劑的敏感性、抗藥性監(jiān)測提供了重要信息。

關(guān)鍵詞

小麥莖基腐病;?假禾谷鐮刀菌;?殺菌劑;?敏感性

中圖分類號：

S?435.121.4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：?B

DOI：?10.16688/j.zwbh.2022115

Sensitivity?of?Fusarium?pseudograminearum?isolates?to?three?fungicides?in?HuangHuai?wheat?region

WANG?Jifeng1#，?WANG?Shanshan1，3#，?XU?Jingsheng1，?XU?Jin1，?FENG?Jie1，?ZHANG?Aixiang3，TIAN?Haiyue4，?WANG?Liangang4，?HUANG?Junxia5，?ZHANG?Hao1，2*

（1.?State?Key?Laboratory?for?Biology?of?Plant?Diseases?and?Insect?Pests，?Institute?of?Plant?Protection，?Chinese?Academy

of?Agricultural?Sciences，?Beijing?100193，?China;?2.?National?Agricultural?Experimental?Station?for?Plant?Protection?at

Gangu，?Ministry?of?Agriculture?and?Rural?Affairs，?Tianshui?741200，?China;?3.?Hebei?North?University，?Zhangjiakou

075000，?China;?4.?Qingdao?Agricultural?Technology?Extension?Center?in?Shandong?Province，?Qingdao?266071，?China;

5.?Inner?Mongolia?Technology?Extension?Center?of?Agriculture?and?Animal?Husbandry，?Hohhot?010010，?China）

Abstract

Fusarium?crown?rot?primarily?caused?by?Fusarium?pseudograminearum?has?become?one?of?the?main?wheat?diseases?in?HuangHuai?wheat?area，?which?poses?serious?threat?to?wheat?production?safety.?In?order?to?understand?the?sensitivity?of?F.pseudograminearum?to?three?fungicides，?including?phenamacril，?tebuconazole?and?fludioxonil，?the?toxicity?of?108?F.pseudograminearum?strains?collected?from?Henan，?Hebei?and?Shandong?provinces?was?determined?by?mycelial?growth?rate?method?in?laboratory.?The?results?showed?that?the?EC50?value?of?phenamacril?against?F.pseudograminearum?ranged?from?0.088?to?0.929?μg/mL，?and?the?mean?value?of?EC50?was?（0.471±0.181）?μg/mL.?Shapirowilk?normality?test?conforms?to?normal?distribution?（W=0.988，?P=0.437>0.05），?so?the?sensitivity?baseline?was?0.471?μg/mL.?The?EC50?value?of?tebuconazole?ranged?from?0.015?to?0.961?μg/?mL，?and?the?mean?EC50?value?was?（0.384±0.219）?μg/mL.?The?sensitivity?distribution?did?not?comply?with?the?normal?distribution?of?continuous?single?peak.?The?EC50?value?of?fludioxonil?was?0.029-0.354?μg/mL，?and?the?mean?value?of?EC50?was?（0.153±0.075）?μg/mL.?The?sensitivity?distribution?did?not?conform?to?the?normal?distribution?of?continuous?single?peak.?There?were?differences?in?susceptibility?among?strains?of?different?geographical?origin，?but?they?all?showed?high?sensitivity?to?the?three?fungicides.?The?results?provided?theoretical?basis?for?the?application?of?the?three?fungicides?in?the?prevention?and?control?of?Fusarium?crown?rot，?and?provided?important?information?for?the?monitoring?of?pathogen?sensitivity?and?fungicide?resistance.

Key?words

Fusarium?crown?rot;?Fusarium?pseudograminearum;?fungicide;?sensitivity

小麥莖基腐病是由鐮刀菌引起的世界性小麥根部病害之一，主要致病菌包括假禾谷鐮刀菌Fusarium?pseudograminearum、禾谷鐮刀菌F.graminearum、黃色鐮刀菌F.culmorum等［12］。自從2012年在河南省發(fā)現(xiàn)由假禾谷鐮刀菌引起的小麥莖基腐病以來，該病在河南及周邊省份普遍發(fā)生，假禾谷鐮刀菌也逐漸成為小麥莖基腐病的主要致病菌［36］。研究發(fā)現(xiàn)，黃淮冬麥區(qū)主要推廣的小麥品種對于莖基腐病的抗性表現(xiàn)整體較差，沒有高抗的品種資源［7］。所以，現(xiàn)在對于小麥莖基腐病的防治主要采用化學(xué)防治手段，輔以清茬、晚播、合理輪作等耕作措施［8］。目前我國還沒有登記用于防治小麥莖基腐病的化學(xué)殺菌劑，實際應(yīng)用的殺菌劑主要包括苯并咪唑類殺菌劑如多菌靈，甾醇脫甲基抑制劑類殺菌劑如丙硫菌唑、戊唑醇，以及氰基丙烯酸酯類殺菌劑氰烯菌酯，苯基吡咯類殺菌劑咯菌腈等［9］。氰烯菌酯、戊唑醇是防治禾谷鐮刀菌引起的小麥赤霉病的主要?dú)⒕鷦?011］，對于親緣關(guān)系較近的假禾谷鐮刀菌［12］也是潛在的防治藥劑。同時咯菌腈［13］和戊唑醇［14］?是防治小麥土傳真菌病害的常用種子包衣劑，因此，明確莖基腐病菌對這3種殺菌劑的敏感性，對于該病害的防治具有重要意義。本文采用菌絲生長速率法，測定了采集于河南、河北、山東三省的小麥莖基腐病病原菌假禾谷鐮刀菌對3種殺菌劑的敏感性，建立敏感基線，分析不同地理來源菌株的敏感性差異，評估氰烯菌酯、咯菌腈、戊唑醇在小麥莖基腐病防治上的應(yīng)用前景，旨在為生產(chǎn)中小麥莖基腐病的高效防治提供參考。

1?材料與方法

1.1?供試材料

供試菌株：由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所作物細(xì)菌組提供，為2019年于河南、河北、山東三省采集的小麥莖基腐病樣上分離鑒定得到的假禾谷鐮刀菌Fusarium?pseudograminearum，其中河南38株，河北43株，山東27株，共計108株。

供試殺菌劑：98%氰烯菌酯?（phenamacril）?原藥，江蘇省農(nóng)藥研究所股份有限公司;98.5%咯菌腈?（fludioxonil）?原藥，上海禾本藥業(yè)股份有限公司;97%戊唑醇?（tebuconazole）?原藥，江蘇中旗科技股份有限公司。均保存于4℃避光環(huán)境。

1.2?試驗方法

1.2.1?菌種的活化

從-80℃冰箱中取出供試菌株的保存菌種，取部分菌種轉(zhuǎn)到PDA平板上。倒置放入28℃恒溫培養(yǎng)箱中，避光培養(yǎng)3?d備用。

1.2.2?室內(nèi)藥劑敏感性測定

采用菌絲生長速率法測定小麥莖基腐病菌假禾谷鐮刀菌對3種藥劑的敏感性。3種藥劑均用二甲基亞砜（DMSO）配成1×104?μg/mL的母液，再用無菌水進(jìn)行稀釋。將稀釋后的藥液加入PDA培養(yǎng)基中，配制成含有不同濃度梯度藥劑的含藥平板，其中氰烯菌酯的濃度梯度為0.125，0.25，0.5，1，1.5，2?μg/mL，咯菌腈的濃度梯度為0.125，0.375，0.5，0.75，1.25?μg/mL，戊唑醇的濃度梯度為0.125，0.375，1.125，3.375，6.75?μg/mL。將直徑5?mm的菌餅放置于含藥平板中心，每個菌株重復(fù)接種3個平板，每種藥劑試驗均設(shè)置不含藥平板作為對照，將所有平板放入28℃培養(yǎng)箱中倒置避光培養(yǎng)。接種后的培養(yǎng)皿在恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)72?h后采用十字交叉法測量菌落生長直徑。

1.3?數(shù)據(jù)分析

利用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，計算藥劑對菌株的有效抑制中濃度EC50以及毒力回歸方程。采用R語言軟件對小麥莖基腐病菌對不同藥劑的EC50進(jìn)行ShapiroWilk正態(tài)性檢驗，LSD檢驗分析及相關(guān)制圖。

2?結(jié)果與分析

2.1?假禾谷鐮刀菌對3種殺菌劑的敏感性及敏感基線

試驗結(jié)果表明，氰烯菌酯對供試的108株菌株的EC50范圍為0.088～0.929?μg/mL，EC50均值為（0.471±0.181）μg/mL;戊唑醇的EC50范圍為0.015～0.961?μg/mL，EC50均值為（0.384±0.219）?μg/mL;咯菌腈的EC50范圍為0.029～0.354?μg/mL，EC50均值為（0.153±0.075）?μg/mL。根據(jù)菌株EC50頻率分布（圖1），供試菌株對氰烯菌酯的敏感性分布為連續(xù)單峰曲線，ShapiroWilk正態(tài)性檢驗結(jié)果為：W=0.988，P=0.437>0.05，符合正態(tài)分布，所以可將EC50?0.471?μg/mL作為河南、河北、山東三省假禾谷鐮刀菌對氰烯菌酯的敏感基線。供試菌株對戊唑醇的敏感性分布為連續(xù)單峰曲線，但ShapiroWilk正態(tài)性檢驗結(jié)果為：W=0.947，P=0.000?3<0.05，不符合正態(tài)分布。供試菌株對咯菌腈的敏感性分布不是連續(xù)單峰曲線，ShapiroWilk正態(tài)性檢驗結(jié)果為：W=0.961，P=0.000?3<0.05，不符合正態(tài)分布。

2.2?不同省份來源菌株對3種殺菌劑敏感性的差異

由表1可知，不同省份來源的菌株間對3種藥劑的敏感性都存在差異。河南菌株對氰烯菌酯的敏感性差異最大，敏感性最低菌株EC50是最高菌株的11.27倍，平均EC50最小，為0.396±0.199?μg/mL，

整體敏感性最高，與河北菌株間存在顯著差異，與山東菌株無顯著差異;河北菌株對戊唑醇的敏感性差異最大，敏感性最低菌株EC50是最高菌株的58.52倍，平均EC50最小，為（0.326±0.217）μg/mL，整體敏感性最高，與山東菌株間存在顯著差異，與河南菌株無顯著差異;河北菌株對咯菌腈的敏感性差異最大，敏感性最低菌株EC50是最高菌株的11.82倍，河南菌株平均EC50最小，為（0.137±0.062）μg/mL，但三省份菌株間平均EC50無顯著差異。

3?結(jié)論與討論

近年來由于氣候變化、秸稈還田、跨區(qū)域機(jī)械化操作、現(xiàn)有栽培品種抗病性差等原因，小麥莖基腐病在我國的危害面積迅速增加，自2016年開始在黃淮麥區(qū)大面積暴發(fā)后，已經(jīng)成為當(dāng)?shù)刈顬閲?yán)重的小麥病害之一。合理使用藥劑防治手段，減輕小麥莖基腐病的危害已經(jīng)成為保證黃淮麥區(qū)小麥產(chǎn)量的重要措施［15］。

氰烯菌酯是我國自主研發(fā)的一種高效殺菌劑，從2006年起一直廣泛應(yīng)用于小麥赤霉病的防治，且和咪鮮胺、嘧菌酯、多菌靈等常用殺菌劑無交互抗性［16］。本試驗中，氰烯菌酯對假禾谷鐮刀菌的EC50在0.088～0.929?μg/mL之間，敏感基線為（0.471±0.181）?μg/mL，假禾谷鐮刀菌對氰烯菌酯敏感性較強(qiáng)。雖然暫無關(guān)于假禾谷鐮刀菌對氰烯菌酯的敏感性相關(guān)報道，但李恒奎等［16］于2006年報道了氰烯菌酯對51株禾谷鐮刀菌的EC50均值為（0.153±0.05）?μg/mL;張穗等［17］于2018年測定了32株分離自上海的禾谷鐮刀菌對氰烯菌酯的敏感性，EC50在0.098～0.504?μg/mL之間，EC50均值為（0.258?9±0.051?1）?μg/mL，禾谷鐮刀菌與假禾谷鐮刀菌的EC50差異不大，可以為田間藥劑的使用提供依據(jù)。本試驗采用了來自3個省份的108株菌株，地區(qū)跨度大，菌株數(shù)量較多，同時氰烯菌酯還并未在黃淮麥區(qū)使用過，所以本試驗建立的敏感基線能夠真實有效地反映假禾谷鐮刀菌群體對于氰烯菌酯的敏感性現(xiàn)狀。

戊唑醇是一種麥角甾醇脫甲基抑制劑DMIs類殺菌劑，廣泛應(yīng)用于防治多種真菌病害，其殺菌譜廣，不僅活性高，而且持效期長。王麗等［18］在2018年報道，戊唑醇對6株假禾谷鐮孢菌表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制作用，EC50為0.322～2.441?μg/mL，均值為1.328?μg/mL。周鋒等［19］在2021年報道，通過室內(nèi)毒力試驗，得出戊唑醇對采自河南省的1株假禾谷鐮孢菌的EC50為0.04?μg/mL。竇君霞等［20］在2020年報道，戊唑醇對采集于山東省的1株假禾谷鐮刀菌的EC50為0.906?μg/mL。以往報道所用菌株數(shù)量較少，無法很好地反映田間假禾谷鐮刀菌群體對戊唑醇的敏感性范圍，本試驗測得戊唑醇對108株假禾谷鐮刀菌的EC50范圍為0.015～0.961?μg/mL，EC50均值為（0.384±0.219）?μg/mL，能夠反映田間假禾谷鐮刀菌群體的真實敏感性水平。本試驗的菌株對戊唑醇的敏感性不符合正態(tài)分布，可能是因為戊唑醇已經(jīng)作為有效防治小麥赤霉病的殺菌劑和防治土傳性病害的種衣劑成分應(yīng)用多年，田間菌株的敏感性降低，群體中存在一部分低敏感性的亞群體。

咯菌腈為苯基吡咯類殺菌劑，因其作用機(jī)理獨(dú)特，與現(xiàn)有殺菌劑無交互抗性，是一類很有發(fā)展前景的殺菌劑。王麗等［18］于2018年的報道指出，咯菌腈對6株假禾谷鐮刀菌表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制作用，EC50為0.027～0.074?μg/mL，均值為0.056?μg/mL。周鋒等［19］2021年報道咯菌腈對1株假禾谷鐮刀菌的EC50為0.03?μg/mL。Chen等［21］2021年報道咯菌腈對采自河南省的105株假禾谷鐮刀菌EC50范圍為?0.002?7～0.047?μg/mL，菌株敏感基線為?（0.026?3±0.010?1）?μg/mL，不同地區(qū)間假禾谷鐮刀菌敏感性差異和菌株地理來源無顯著相關(guān)性。李聰聰［22］在2021年對采自河北的6株假禾谷鐮刀菌進(jìn)行了咯菌腈室內(nèi)毒力測定，結(jié)果表明咯菌腈對假禾谷鐮刀菌的EC50范圍為0.398?3～1.503?μg/mL，菌株間差異較大。本試驗研究結(jié)果表明，咯菌腈對假禾谷鐮刀菌的EC50在0.029～0.354?μg/mL之間，EC50均值為（0.153±0.075）?μg/mL，與Chen等［21］研究結(jié)果存在差異，后者測得咯菌腈對假禾谷鐮刀菌的最低抑制濃度（MIC）為0.24?μg/mL，低于本試驗的EC50上限。這很可能是菌株不同或藥劑原因造成的，還需要進(jìn)一步的試驗來驗證。同時由于咯菌腈也作為防治土傳病害的種衣劑成分應(yīng)用多年，田間菌株敏感性降低，所用菌株中存在低敏感性的亞群體，菌株整體敏感性不符合正態(tài)分布。

不同省份的假禾谷鐮刀菌菌株對殺菌劑存在著一定的敏感性差異，可能是由于不同地區(qū)菌株間的固有差異和群體多樣性引起的，但目前對于3種藥劑都保持著很高的敏感性，這說明3種藥劑有著很好的應(yīng)用前景。且根據(jù)報道，這3種殺菌劑和常見殺菌劑如多菌靈都沒有交互抗性［23］，可以復(fù)配使用，同時合理輪換使用能夠在保證防效的前提下大大降低抗性積累風(fēng)險。秸稈還田等耕作措施的大面積推廣，會導(dǎo)致土壤里積累大量的作物病殘體，有利于鐮刀菌的寄生和越冬，導(dǎo)致鐮刀菌的初始菌源量逐年累積，發(fā)病風(fēng)險大大增加。只有以科學(xué)的化學(xué)防治為基礎(chǔ)，輔以深耕、合理輪作、培育抗病品種等多種防治措施，才能更好地治理小麥莖基腐病，保證糧食生產(chǎn)安全［2425］。本試驗結(jié)果為3種藥劑在小麥莖基腐病上的防治應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)，為病原菌對藥劑的敏感性、抗藥性監(jiān)測提供了重要信息。

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（責(zé)任編輯：田?喆）