殺菌劑氰烯菌酯的特性、研究應用現(xiàn)狀及未來展望

吳小美，朱友理，何東兵

（1.鎮(zhèn)江市植保植檢站，江蘇 鎮(zhèn)江 212009；2.鎮(zhèn)江市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，江蘇 鎮(zhèn)江 212009）

0 引 言

小麥赤霉病是由多種鐮刀菌（半知菌亞門真菌）引起，禾谷鐮孢為優(yōu)勢種[1]。小麥發(fā)病后,不但產(chǎn)量受損，且病粒中的真菌毒素會直接污染糧食及其延伸產(chǎn)品，其中主要的毒素是脫氧雪腐鐮刀菌烯醇，食用可致人畜中毒。

在小麥赤霉病防治上，多菌靈作為我國首次篩選出的藥劑其藥效明顯，但多年大面積施用后，自1992 年周明國教授團隊在浙江海寧市小麥病穗上檢測到禾谷鐮孢菌抗藥性菌株（世界首例）以來，發(fā)現(xiàn)對多菌靈抗藥性病原菌分布范圍不斷擴大，抗藥性病原群體比例快速上升[2]。長期、單一、連續(xù)使用多菌靈，導致小麥赤霉病菌對該藥劑的抗藥性持續(xù)上升，其抗性基因在染色體中穩(wěn)定遺傳，而且抗性菌株產(chǎn)毒能力更強。因此，迫切需要新型殺菌劑來替代多菌靈，氰烯菌酯應運而生。氰烯菌酯于1998 年合成，其產(chǎn)品（95%原藥和25%懸浮劑）于2012 年在我國首次正式登記使用。

1 氰烯菌酯的特性

氰烯菌酯為氰基丙烯酸酯類殺菌劑，與甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑不同；氰烯菌酯更專注于水稻惡苗病和小麥赤霉病等病害的防治，這一點與主流殺菌劑大多廣譜不同。氰烯菌酯具有獨特的化學結(jié)構(gòu)，在眾多農(nóng)藥中獨樹一幟。

1.1 毒性

氰烯菌酯毒性微毒，經(jīng)南京醫(yī)科大學研究機構(gòu)檢測，雌性、雄性大鼠急性經(jīng)口、經(jīng)皮LD50>5 000 mg/kg[3]。屬微致敏物，對皮膚、眼睛等無刺激。南京環(huán)科所的環(huán)境安全性評價分析指出，殺菌劑氰烯菌酯屬微毒類農(nóng)藥，環(huán)境相容性較好，其對家蠶、蜜蜂等低毒，對鵪鶉、魚類等中毒，在魚體中的生物富集系數(shù)在10 以下，為弱生物富集性農(nóng)藥[3]。

1.2 獨特性

氰烯菌酯作用機制雖仍未明確，但從其與大多數(shù)市售殺菌劑無交互抗性來看，其作用機制與眾不同，初步研究推測，其作用靶標為肌球蛋白-5(Myosin-5)[4]。

氰烯菌酯在植物體內(nèi)具有內(nèi)吸及向頂傳導的活性，可以被植物根部、葉片吸收，在植物導管或木質(zhì)部以短距離運輸方式向上輸導。灌根處理發(fā)現(xiàn)，氰烯菌酯可以通過小麥根部吸收，并向上輸導，但輸導速度較慢，分布比較均勻。植株葉表面處理試驗顯示，氰烯菌酯能被葉片吸收、滯留，并具有向葉片頂端的輸導性，但向葉片基部的輸導能力較差，在不同葉片之間的跨層輸導性也較差[5]。

氰烯菌酯耐雨水沖刷。施藥后12、24、48 h 模擬降雨結(jié)果顯示，氰烯菌酯的防效受降雨影響輕微。生產(chǎn)中，施藥12 h 后其防效不受降雨影響，不需重新施藥。

2 氰烯菌酯產(chǎn)品類型

江蘇省農(nóng)藥研究所股份有限公司于2012 年在我國首次正式登記氰烯菌酯產(chǎn)品（95%原藥和25%懸浮劑）。截至目前，我國共批準7 個氰烯菌酯產(chǎn)品登記，其中原藥1 個，制劑6 個；微毒1 個，低毒6個。6 個氰烯菌酯制劑產(chǎn)品登記中單劑2 個，復配劑4 個。相比單劑登記，復配劑登記數(shù)量較多。

氰烯菌酯登記產(chǎn)品中登記作物包括水稻、小麥、草莓等3 種，主要防治對象以小麥赤霉病為主，防治小麥白粉病、小麥紋枯病、水稻干尖線蟲病、水稻惡苗病，草莓枯萎病相對較少（表1）。氰烯菌酯登記產(chǎn)品劑型有懸浮劑、可濕性粉劑2 種，其中符合綠色環(huán)保農(nóng)藥劑型發(fā)展方向的懸浮劑（水基化農(nóng)藥劑型）登記數(shù)量5 個，占比83%，占有絕對優(yōu)勢。在混劑產(chǎn)品中，氰烯菌酯與苯醚甲環(huán)唑、殺螟丹、戊唑醇、己唑醇復配各有1 個，分別占登記總數(shù)的25%。登記趨勢表明，氰烯菌酯單劑及其復配劑具有較好的前景和開發(fā)價值。

表1 氰烯菌酯產(chǎn)品登記作物及防治對象

3 氰烯菌酯的應用

3.1 氰烯菌酯在小麥赤霉病防治中所發(fā)揮的作用

研究人員測定，氰烯菌酯除了能有效防治小麥赤霉病，還能大幅降低小麥穗粒中的毒素含量[6]；而多菌靈在防病的同時會刺激小麥穗粒赤霉毒素的超量產(chǎn)生。氰烯菌酯通過大幅減少超氧自由基、降低過氧化產(chǎn)物MDA(丙二醛)、增加抗氧化酶的活性、延緩作物衰老、提高葉綠素含量等，來提升作物的抗逆性，提高作物產(chǎn)量。大田試驗表明，氰烯菌酯有助于提升小麥產(chǎn)量13%以上,25%氰烯菌酯SC 噴霧防治小麥赤霉病的有效成分用量為375～750 g/hm2[7]。

小麥穗部是禾谷鐮孢菌危害的主要部位（造成穗腐），而氰烯菌酯作為能在小麥植株體內(nèi)以質(zhì)外體運轉(zhuǎn)體系分布的藥物，在用其進行小麥赤霉病防治時須務必重視用藥時期和施藥部位，確保適期施藥，并盡可能將藥劑噴灑到小麥穗部[5]。

氰烯菌酯對小麥具有明顯的保護作用，當在穗期遇到高溫天氣，小麥在抽穗、揚花同時進行的情況下，可將施藥時間提前至齊穗期。同時由于氰烯菌酯突出的治療效果，當遇到重發(fā)病年份，也可以適當增加施藥次數(shù)，即便麥穗已經(jīng)發(fā)病，也能有效控制病情發(fā)展[5]。

3.2 氰烯菌酯在其他植物保護中的應用

氰烯菌酯具有微毒、高效、對環(huán)境友好等優(yōu)點，并能對因鐮刀菌引起的各類植物病害具有較好的防護和治療作用，其防治病譜除了小麥赤霉病,還包括鐮刀菌引起的棉花枯萎病、西瓜枯萎病、香蕉巴拿馬病、水稻惡苗病及各類作物的枯萎病、根腐病、立枯病等根莖部病害。

研究表明，氰烯菌酯對串珠鐮刀菌引起的水稻惡苗病（抑制菌絲生長的EC50為0.459 2 mg/L）、尖孢鐮刀菌引起的西瓜枯萎?。ㄒ种凭z生長的EC50為3.564 9 mg/L）均有很高的生物活性;對水稻白葉枯?。ㄋ军S單胞菌導致）、油菜菌核?。ㄘ悂龈衿咸炎痪鷮е拢ⅫS瓜霜霉?。ü虐图偎箤е拢⒗苯诽烤也。ɡ苯诽烤揖鷮е拢┮灿幸欢ǖ囊种谱饔茫种凭z生長的EC50在12.74～36.69 mg/L[8]。但氰烯菌酯對包括灰霉菌、稻瘟菌和白粉病菌等在內(nèi)的其他病原菌幾乎沒有或沒有活性。

4 氰烯菌酯的抗性風險

經(jīng)周明國教授研究團隊測定，氰烯菌酯與苯并咪唑類、二硫代氨基甲酸鹽類、麥角甾醇生物合成抑制劑類、甲氧基丙烯酸酯類和取代芳烴類等5 種不同作用機制的殺菌劑不存在交互抗性[9]。

研究表明，氰烯菌酯抗藥性突變體與野生敏感菌株一樣，對多菌靈、咪鮮胺、戊唑醇、嘧菌酯、百菌清、噻菌靈、福美雙、甲基硫菌靈等均表現(xiàn)敏感，說明氰烯菌酯與這些殺菌劑不存在交互抗性，表明其抗藥性機制也不同于這些殺菌劑[9-10]。研究結(jié)果還顯示，在無藥劑條件下，紫外光誘導的突變體和藥劑馴化突變體連續(xù)培養(yǎng)8 代后抗性水平保持不變，說明通過無性繁殖的方式，其抗藥性表型能夠得到穩(wěn)定遺傳[11-12]。實驗室研究發(fā)現(xiàn)，禾谷鐮孢菌在選擇壓下易對氰烯菌酯產(chǎn)生抗性。周明國教授研究團隊采用全基因組測序技術(shù)等開展了禾谷鐮孢菌對氰烯菌酯的抗性研究。研究發(fā)現(xiàn)，禾谷鐮孢菌的肌球蛋白-5(Myosin-5) 中的基因突變是導致其對氰烯菌酯產(chǎn)生抗性的原因所在。此項研究仍在進一步驗證中。

5 未來展望

氰烯菌酯系列產(chǎn)品的推廣應用為解決小麥赤霉病防治難題打開了出路，氰烯菌酯不僅在小麥赤霉病防治中發(fā)揮了重要作用，在水稻惡苗病防治上，氰烯菌酯也已小試牛刀，市場對于氰烯菌酯產(chǎn)品的認同在逐年增加。

氰基丙烯酸酯類化合物是一類具有獨特性質(zhì)的PSⅡ電子傳遞抑制劑，是至今為止發(fā)現(xiàn)的PSⅡ電子傳遞抑制劑中活性最高的一類化合物。氰基丙烯酸酯類化合物具有良好的生物活性，其作用機制新穎，對環(huán)境安全。許多該類化合物含有雜環(huán)，對雜草、害蟲、真菌病原體、病毒等顯示了杰出的防治效果[13]。未來，隨著不斷的深入研究，氰烯菌酯的防治潛能有望得到進一步挖掘，防治譜也有望進一步拓寬。