水稻稻曲病菌对丙环唑的敏感性检测及抗性风险评估

摘要

丙环唑是一种三唑类杀菌剂，具有安全、低毒、用药量少、残留少、杀菌谱广等优点，被广泛地用来防治水稻穗期病害，如水稻稻曲病和水稻纹枯病。本试验以稻曲病菌为研究对象，检测其对丙环唑的敏感性并评估稻曲病菌对丙环唑的抗性风险，对生产上用丙环唑防治稻曲病有一定的指导意义。主要研究结果如下:
　　1、从江苏南京、扬州、徐州、盐城、淮安、赣榆、金坛，湖南长沙等8个地区采集稻曲病标样230份，标样分离纯化后得到111株稻曲病菌，采用菌丝生长速率法测定了这些稻曲病菌对丙环唑的敏感性。结果表明，丙环唑对111株稻曲病菌的EC50值分布在0.0022～0.1069μg/mL之间，平均值为（0.0485±0.0183）μg/mL，稻曲病菌对丙环唑的敏感性频率分布呈连续性的单峰曲线，接近正态分布，无敏感性下降的亚群体存在，因此可以把EC50平均值作为稻曲病菌对丙环唑的敏感基线。在这111株稻曲病菌中，菌株NJ013是对丙环唑高度敏感的菌株，菌株CS067是对丙环唑低度敏感性的菌株，菌株HA225与EC50平均值接近，是对丙环唑中度敏感的菌株。首先比较菌株NJ013、CS067和HA225的部分生物学特性（生长速率和产孢量），结果发现，菌株CS067的菌丝生长速率明显低于菌株N J013、HA225;菌株CS067的产孢量要明显高于菌株NJ013、HA225。接着对这3株菌株抗丙环唑相关基因CYP51进行克隆和序列比对分析，发现菌株NJ013的CYP51基因与CS067、HA225相比，第477位碱基由A变为T，该基因编码的第113位氨基酸由缬氨酸(Val)变为天冬氨酸(Asp);第1269位碱基由T变为C，编码的氨基酸并没有改变。第113位氨基酸由缬氨酸(Val)变为天冬氨酸(Asp)可能是稻曲病菌NJ013对丙环唑敏感性上升的原因。
　　2、测定了紫外突变体UV34-3、UV34-11与野生菌株34-1对丙环唑的敏感性和部分生物学特性（生长速率和产孢量）。结果发现，菌株UV34-3、UV34-11对丙环唑的抗性水平分别为菌株34-1的8.7倍和10.5倍;菌株UV34-3、UV34-11的生长速率和产孢量均低于菌株34-1或者与之相当。接着对这3株菌株的CYP51基因进行克隆和序列比对分析，发现突变体UV34-3和UV34-11的CYP51基因序列与菌株34-1相比没有变化。相比野生菌株34-1，突变体UV34-3和UV34-11抗性水平分别上升了8.7倍和10.5倍，可能是由UV34-3和UV34-11的CYP51基因的表达量上升或者ABC(腺昔三磷酸结合盒转运蛋白基因，ATP-binding cassette)和MFS运输体蛋白基因(Major facilitator superfamily)发生变化引起的。
　　3、测定了T-DNA插入突变体B857和野生菌株P1对丙环唑的敏感性和部分生物学特性（生长速率和产孢量），结果发现B857对丙环唑的抗性水平为P1的41.2倍，突变体B857的生长速率和产孢量与菌株P1相比均下降。接着对这2株菌株的CYP51基因进行克隆和序列比对分析，发现B857的CYP51基因与P1相比，第173位碱基由A变为G，该基因编码的氨基酸不变;175位碱基由T变为A，编码的第59位氨基酸由苏氨酸(Thr)变为丝氨酸(Ser);780位碱基由T变为C，编码的氨基酸不变。与P1相比，T-DNA插入突变体B857的CYP51基因中3个碱基发生改变，这个可能性比较小，但是我们不排除这种可能存在。B857抗性水平相比于P1上升了41.2倍，可能是B857的CYP51基因的表达量上升或者是ABC运输体蛋白基因(腺昔三磷酸结合盒转运蛋白基因，ATP-binding cassette)和MFS运输体蛋白基因(Major facilitatorsuperfamily)发生改变引起的。
　　4、根据野生稻曲病菌对丙环唑的敏感性检测，3株对丙环唑敏感性不同的稻曲病菌部分生物学特性的比较，实验室条件下获得的突变体与野生菌株的对丙环唑的敏感性和部分生物学特性的比较，结合稻曲病菌对丙环唑产生抗性的分子机制（CYP51蛋白基因的点突变或过量表达，及ABC运输体蛋白基因和MFS运输体蛋白基因的作用）的多样性，推断稻曲病菌对丙环唑具有低度或者是中度抗性风险。

目录

声明

摘要

文献综述

第一章 稻曲病研究进展

1．稻曲病的症状、分布和危害

2．稻曲病的侵染循环

3．稻曲病的人工接种技术

4．稻曲病的综合治理

第二章 稻曲菌对丙环唑的抗药作用机理及病原菌抗性风险评估

1．三唑类杀菌剂

2．丙环唑以及病原菌对丙环唑的敏感性

3．麦角甾醇生物合成抑制剂的作用机理

4．病原菌对DMIs产生抗药性的分子机制

5．病原菌对杀菌剂产生抗药性的风险评估

第三章 本研究的选题依据及意义

研究内容

第一章 野生型稻曲病菌对丙环唑的敏感性检测

1．材料和方法

2．结果与分析

3．讨论

第二章 紫外线诱变突变体对丙环唑的敏感性测定

1．材料和方法

2．结果与分析

3．讨论

第三章 T-DNA插入突变体B857对丙环唑的敏感性测定

1．材料和方法

2．结果与分析

3．讨论

全文总结

参考文献

附录

攻读硕士期间发表论文

致谢