新型杀菌剂氟苯醚酰胺对小麦条锈菌的作用机理研究

【作者】 纪凡； 张俊甜； 陈贤明； 刘博凡； 周爱红； 冯耀漩； 赵鋆； 黄丽丽； 詹刚明； 康振生；

【机构】 西北农林科技大学植物保护学院旱区作物逆境生物学国家重点实验室；

【摘要】 由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis f.sp.tritici)引起的小麦条锈病严重威胁小麦生产安全,施用化学杀菌剂是防治该病害最为有效的措施之一。为明确新型琥珀酸脱氢酶抑制剂(succinate dehydrogenase inhibitor,SDHI)氟苯醚酰胺对小麦条锈菌的作用方式,本研究采用室内外测定相结合的方法,首先对氟苯醚酰胺对小麦条锈菌的防治效果进行了评估;随后采用透射电镜和荧光显微镜技术系统研究了该杀菌剂对条锈菌的作用方式;同时初步探究了其诱导小麦产生抵御病原菌侵染的病程相关基因上调表达的作用机制。本研究主要取得了以下结果:①试验证实氟苯醚酰胺能有效地防治小麦条锈病,可作为目前生产上普遍使用的三唑类杀菌剂的替代药剂。酶活检测结果也表明该杀菌剂对条锈菌琥珀酸脱氢酶的活性有显著抑制作用。在此基础上建立了采自中国13个省份的173株小麦条锈菌对氟苯醚酰胺的敏感基线,该敏感基线可用于后续氟苯醚酰胺敏感性监测使用。②从细胞学和分子细胞学水平阐明了氟苯醚酰胺对小麦条锈菌的作用方式。该杀菌剂可直接作用于小麦条锈菌,使其形态和结构发生明显的改变,这些变化包括菌丝细胞壁和吸器壁的不规则加厚;细胞中液泡数量增加、原生质解体、坏死;吸器外间质增厚,并累积有大量染色较深的物质;吸器畸形坏死。③首次证实氟苯醚酰胺也可间接地通过诱导寄主胼胝质合成相关基因上调表达进而产生更多胼胝质沉积来抵御条锈菌侵染。④首次证实该新型杀菌剂可通过上调病程相关基因(PR1 and PR2)的表达使得小麦产生水杨酸诱导的防御反应。综上所述,本研究首次提供了氟苯醚酰胺可以诱导小麦产生抗锈性的证据,可作为防治小麦条锈病的新型高效杀菌剂。更多还原