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上海地区草莓灰霉病病菌种群抗药性研究.pdf

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上海地区草莓灰霉病病菌种群抗药性研究.pdf

肖 婷 , 成 玮 , 颜伟中 , 等 . 上海地区草莓灰霉病病菌种群抗药性研究 [ J] . 江苏农业科学 , 2018, 46 20 117 -120.doi 10.15889/j. issn.1002 -1302.2018.20.030上海地区草莓灰霉病病菌种群抗药性研究肖 婷1, 成 玮2, 颜伟中2, 王建华1, 许 媛1, 吉沐祥1, 杨敬辉1 1. 江苏丘陵地区镇江农业科学研究所 , 江苏句容 212400; 2. 上海市农技推广中心 , 上海 200000摘要 为阐明上海地区草莓灰霉病病菌对常用杀菌剂的抗药性水平 , 采用区分剂量法测定 2016 年 、2017 年采集的 319 株草莓灰霉病病菌 Botrytis cinerea 对 9 种杀菌剂的抗性 , 并对菌株的多重抗药性进行分析 。结果表明 , 所有灰霉病病菌菌株对咪鲜胺 prochloraz, 简称 Pro 、环酰菌胺 fenhexamid, 简称 Fen 均表现敏感 , 而对多菌灵 carbendazim,简称 Car 、乙霉威 diethofencarb, 简称 Die 、吡唑醚菌酯 pyraclostrobin, 简称 Pyr 、嘧菌酯 azoxystrobin, 简称 Azo 、啶酰菌胺 boscalid, 简称 Bos 、嘧霉胺 pyrimethanil, 简称 Pyr 、嘧菌环胺 cyprodinil, 简称 Cyp 等表现为抗性的菌株占比分别为 71.22、50.70、65.61、66.30、31.26、27.04、24.38; 灰霉病病菌种群在地区间对不同药剂的抗药性水平不同 , 在上海市闵行区采集的菌株对所有供试药剂以敏感菌株为主 , 崇明区的敏感种群与抗性种群比例相当 ,而嘉定区和青浦区则是以抗性菌株占主导地位 , 抗性菌株占比分别为 91. 89、84. 42; 在田间草莓灰霉病病菌种群中 , 共检 测 到 9 种多重抗药性表型 , 分 别 为 AzoR、CarR、PyrR、CarRPyrR、CarRAzoR、CarRBosR、CarRAzoRPyrR、CarRBosRAzoR、CarRBosRAzoRPyrR。表明 , 上海地区草莓灰霉病病菌种群对多菌灵 、嘧菌酯 、吡唑醚菌酯基本丧失了敏感性 , 多药剂抗药性种群以 CarRAzoR、CarRAzoRPyrR、CarRBosRAzoR、CarRBosRAzoRPyrR等为优势亚种群 , 抗性治理措施中推荐使用咪鲜胺和环酰菌胺交替防治灰霉病 。关键词 上海地区 ; 草莓灰霉病病菌 ; 杀菌剂 ; 抗药性 ; 敏感性 ; 抗药性表型 ; 多重抗药性中图分类号 S436.684 文献标志码 A 文章编号 1002 -1302 2018 20 -0117 -04收稿日期 2018 -02 -27基金项目 上海市农业委员会示范推广计划 [ 编号 沪农科推字 2015 第 2 - 7 号 ]; 江苏省镇江市农业科技支撑项目 编号 NY2015019 。作者简介 肖 婷 1982 , 女 , 山东济宁人 , 硕士 , 副研究员 , 主要从事植物保护方面的研究 。E - mail xiaoting826448163. com。通信作者 杨敬辉 , 博士 , 研究员 , 主要从事植物保护方面的研究 。Tel 0511 80978081; E - mail yjhnn32126. com。上海市草莓产业发展始于 20 世纪 80 年代 , 近年来 , 随着产业的发展 , 草莓种植面积约为 2 000 hm2。随着品种不断优化 、栽培水平持续提高 , 草莓供应从 11 月持续到翌年 5 月 , 周期长 、效益高 , 是农民增收的重要途径之一 , 草莓产业已经成为种植业结构调整的主要内容 。上海地区草莓种植均以塑料大棚种植为主 , 且长期连作 。在每年草莓开花后 , 大棚均须要盖外层塑料棚膜 , 这种封闭的生长条件极利于病害的暴发流行 , 其中由灰葡萄孢菌 Botrytis cinerea 引起的草莓灰霉病是设施大棚草莓开花结果期的主要病害 。这是一种世界性病害 , 广泛侵染各种蔬果[ 1], 现阶段 , 生产上防治灰霉病的主要药剂种类有苯并咪唑类 、甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂 、琥珀酸脱氢酶抑制剂类 、苯胺基嘧啶类等药剂[ 2 -3], 但这些杀菌剂如多菌灵 carbendazim, 简 称 Car 、嘧 菌 酯 azoxystrobin, 简 称Azo 、吡 唑 醚 菌 酯 pyraclostrobin, 简 称 Pyr 、啶 酰 菌 胺 boscalid, 简称 Bos 、嘧霉胺 pyrimethanil, 简称 Pyr 、嘧菌环胺 cyprodinil, 简称 Cyp 等都是单一作用位点杀菌剂 , 如果长期 、多频次使用 , 抗药性会快速发展 。关于灰霉病病菌抗药性方面的报道 , 在国内外屡见不鲜[ 4 -10]。鉴于上海地区目前尚无系统性研究灰霉病病菌种群对常用杀菌剂的抗药性 , 本研究连续 2 年系统检测上海地区主要草莓种植地区灰霉病病菌种群对 9 种常用杀菌剂的抗药性水平 , 以期探明上海市不同草莓种植地区灰霉病病菌种群的多药剂优势亚种群 , 因地制宜地提出抗药性治理策略 。1 材料与方法1.1 菌株的采集 、分离 、鉴定2016 年 4 月和 2017 年 4 月分别在上海市嘉定区 、青浦区 、金山区 、闵行区 、崇明区等的 15 个草莓园区随机采取草莓灰霉病病株 , 于实验室内分离 , 挑单孢培养 , 鉴定其为灰葡萄孢菌 Botrytis cinerea Pers. 。共分离得到 319 株草莓灰霉病病菌 , 其中 2016 年有 124 株 , 2017 年有 195 株 , 所有菌株均采用滤纸片法保存 , 置于 -20 ℃冰箱中 , 备用 。1.2 供试药剂本试验所用杀菌剂信息如表 1 所示 。99 水杨肟酸 salicylhydroxamic acid, 简称 SHAM , 由Sigma - Aldrich 公司生产 , 溶于甲醇 , 配制成 20 000 mg/L 母液 。均放于 4 ℃保存备用 。1.3 多菌灵 、咪鲜胺 、乙霉威的抗药性检测方法采用区分剂量法测定供试菌株对多菌灵 、咪 鲜 胺 prochloraz, 简称 Pro 、乙霉威 diethofencarb, 简称 Die 的抗药性 , 多菌灵 、咪鲜胺 、乙霉威的区分剂量分别设置为 10、5、10 mg/L[ 11], 培养基采用马铃薯葡萄糖琼脂 PDA 培养基 购自北京奥博星生物技术有限公司 , 以不含药剂的培养基为对照 , 接种后于 23 ℃培养 3 d 后进行观察 , 平板上正常生长的为抗性菌株 , 不能正常生长的为敏感菌株 。所有抗性菌株均进行 2 次重复再次确认 。711江苏农业科学 2018 年第 46 卷第 20 期表 1 试验所用杀菌剂的详细信息通用名 剂型 浓度 生产厂家区分剂量 mg/L多菌灵 可湿性粉剂 wettablepowder, 简称 WP 50.0 江苏蓝丰生物化工股份有限公司 10咪鲜胺 WP 50.0 江苏省绿盾植保农药实验有限公司 5乙霉威 WP 50.0 青岛翰生生物科技股份有限公司 10吡唑醚菌酯 悬浮剂 suspension concentrate, 简称 SC 25.0 德国巴斯夫公司 10嘧菌酯 SC 250.0 g/L 先正达 苏州 作物保护公司 10环酰菌胺 fenhexamid, 简称 Fen 原药 98.2 沈阳化工研究院提供 用丙酮配制成10 000 μg/mL 母液 5啶酰菌胺 水分散粒剂 water dispersible granules, 简称 WDG50.0 先正达 苏州 作物保护公司 1嘧霉胺 WDG 80.0 德国拜耳公司 5嘧菌环胺 WDG 50.0 先正达 苏州 作物保护公司 51.4 嘧菌酯 、吡唑醚菌酯 、环酰菌胺的抗药性检测方法采用区分剂量法测定供试菌株对嘧菌酯 、吡唑醚菌酯 、环酰菌胺的抗药性 , 嘧菌酯和吡唑醚菌酯的区分剂量均设置为10 mg/L[ 12], 环酰菌胺的区分剂量设置为 5 mg/L, 培养基采用1麦芽浸粉琼脂 MEA 培养基 , 包含氯霉素麦芽提取物琼脂 购自青岛海博生物技术有限公司 和琼脂粉 , 以不含药剂的培养基为对照 。为防止旁路氧化[ 13], 嘧菌酯和吡唑醚菌酯及其对照培养基中均含有 100 mg/L SHAM, 于 23 ℃培养 3 d后进行观察 , 平板上正常生长的为抗性菌株 , 不能正常生长的为敏感菌株 。所有抗性菌株均进行 2 次重复再次确认 。1.5 啶酰菌胺的抗药性检测方法采用区分剂量法测定供试菌株对啶酰菌胺抗药性的浓度为 1 mg/L[ 14], 采用酵母浸出粉胨葡萄糖 YBA 培养基 10 g酵母粉 , 10 g 蛋白胨 , 20 g 醋酸钠 , 15 g 琼脂 , 蒸馏水定容至1 000 mL 制作药皿 。设不加药剂的培养基为空白对照 , 于23 ℃ 培养 2 d 后进行观察 , 平板上病菌孢子正常萌发 、菌丝正常生长的确定为抗性菌株 , 不能正常生长的确定为敏感菌株 。所有抗性菌株均进行 2 次重复再次确认 。1.6 嘧霉胺 、嘧菌环胺的抗药性检测方法采用区分剂量法测定供试菌株对嘧霉胺 、嘧菌环胺的抗药性 , 两者的区分剂量均设置为 5 mg/L, 采用察氏琼脂 CZA 培养基 2. 00 g NaNO3, 1. 00 g K2HPO4, 0. 50 g KCl,0. 50 g MgSO4, 0. 01 g FeSO4, 30. 00 g 蔗糖 , 20. 00 g 琼脂 , 蒸馏水定容至 1 000.00 mL 制作药皿 。设不加药剂的培养基为空白对照 , 于 23 ℃ 培养 2 d 后进行观察 , 平板上病菌孢子正常萌发 、菌丝正常生长的确定为抗性菌株 , 不能正常生长的确定为敏感菌株 。所有抗性菌株均进行 2 次重复再次确认 。1.7 数据分析统计不同地区不同药剂抗性菌株的数量 , 分析其抗性水平 。不同采样点菌株抗性频率的计算公式 抗性频率 抗性菌株数量 /测试菌株数量 100。统计并分析抗性菌株的多重抗药性表型 。2 结果与分析2.1 上海市不同地区草莓灰霉病病菌种群对药剂的抗药性检测结果为准确快速区分灰霉病病菌对 9 种药剂的抗药性 , 以含有药剂平板上灰霉孢子正常萌发生长的菌株判定为抗性菌株 , 不能正常萌发生长的菌株判定为敏感菌株 。由图 1 可知 ,2016 年和 2017 年采集的灰霉病病菌菌株中未检测到对咪鲜胺和环酰菌胺产生抗性的菌株 , 所有供试菌株对咪鲜胺和环酰菌胺均表现为敏感 , 而对多菌灵 、嘧菌酯 、吡唑醚菌酯 、乙霉威等的抗性频率较高 。2016 年对多菌灵产生抗性的菌株高达 81.55, 其次为嘧菌酯 、吡唑醚菌酯 、乙霉威 , 其抗性频率分别为 76.14、74.06、58. 72。与 2016 年相比 , 2017 年所采集的菌株对多菌灵 、嘧菌酯 、吡唑醚菌酯 、乙霉威的抗性频率 均 有 所 下 降 , 分 别 为 60. 87、57. 15、56. 46、42. 67。2.2 上海市不同地区草莓灰霉病病菌种群对药剂的抗药性分布2016 年测定采自嘉定区 30 株 、青浦区 52 株 、金山区 42 株 等 3 个地区的灰霉病病菌菌株对 9 种药剂的敏感性 , 抗性菌株共计 110 株 , 嘉定区 、青浦区 、金山区的抗性菌株占比分别为 80、92. 31、88. 1, 上述 3 地的草莓灰霉病抗性菌株群体已成为田间主导种群 。2017 年测定采自闵行区 24 株 、嘉定区 45 株 、青浦区 70 株 、崇明区 56 株 等 4 个地区的灰霉病病菌菌株对 9 种药剂的敏感性 , 抗性菌株共计 133 株 , 闵兴区 、嘉定区 、青浦区 、崇明区的抗性菌株占比分别为 20. 83、100. 00、78. 57、56. 36。由图 2 可知 , 2017 年嘉定区供试菌株除了对乙霉威的抗性频率比 2016年略低以外 , 对其余供试药剂的抗性频率均呈明显上升趋势 ,且抗性频率均高于 50, 该地区田间主导种群为抗性菌株群体 ; 青浦区的灰霉病病菌菌株群体与 2016 年的检测结果趋势相当 , 抗性频率略有下降 , 但抗性菌株群体依然是主导种群 ,811 江苏农业科学 2018 年第 46 卷第 20 期而崇明区抗性菌株群体与敏感菌株群体的比例相当 , 须指出的是闵行区田间灰霉病病菌群体依然以敏感菌株为主导 。2.3 上海地区草莓灰霉病病菌种群多重抗药性表型分析根据试验结果 , 重点选取了多菌灵 Car 、啶酰菌胺 Bos 、嘧菌酯 Azo 、嘧霉胺 Pyr 等分析多重抗药性 。由图3 可知 , 2016 年和 2017 年 243 株抗性菌株的抗药性表型共有9 种 。其中 , 单抗菌株有 3 种类型 , 分别为 AzoR、CarR、PyrR,分别有 9、16、1 株 , 共 26 株 , 占总抗性菌株的比例为 10.70;双抗菌株有 3 种类型 , 分别为 CarRPyrR、CarRAzoR、CarRBosR,分别有 1、64、2 株 , 共 67 株 , 占总抗性菌株的比例为 27.57;三抗菌株有 2 种类型 , 分别为 CarRAzoRPyrR、CarRBosRAzoR,分别有 51、53 株 , 共 104 株 , 占总抗性菌株的比例为 42.80;四抗菌株类型为 CarRBosRAzoRPyrR, 有 46 株 , 占总抗性菌株的比例为 18. 93。2016 年多重抗药性表型以双抗类型 CarRAzoR 和三抗类型 CarRAzoRPyrR、CarRBosRAzoR 为优势亚 种 群 , 分 别 占 2016 年测定菌株总数的 25. 45、20.91、25.45, 而四抗类型占 13. 64。与 2016 年相比 ,2017 年的多重抗药性表型略有变化 , 单抗类型 AzoR、PyrR、双抗类型 CarRBosR及三抗类型 CarRBosRAzoR所占比例略有下降 , 而其他优势亚种群所占比例均有所上升 , CarRAzoR、CarRAzoRPyrR、CarRBosRAzoRPyrR所占比例分别为 27. 07、21.05、23.31, 其中四抗类型菌株数量上升最多 , 所占比例由 2016 年的 13. 64 上升至 2017 年的 23. 31。上海地区草 莓 灰 霉 病 病 菌 的 多 重 抗 药 性 表 型 以 CarRAzoR、CarRAzoRPyrR、CarRBosRAzoR、CarRBosRAzoRPyrR为优势亚种群 , 呈现出单抗类型比例减少多抗类型比例上升的演变趋势 。3 结论与讨论本试验于 2016 年和 2017 年分别在上海市嘉定区 、青浦区 、金山区 、闵行区 、崇明区等采集 319 株草莓灰霉病病菌菌株 , 测定了菌株对多菌灵 、乙霉威 、咪鲜胺 、吡唑醚菌酯 、嘧菌酯 、环酰菌胺 、啶酰菌胺 、嘧霉胺 、嘧菌环胺等的抗药性 。采集的所有菌株均对咪鲜胺 、环酰菌胺表现为敏感 , 未检测到抗性菌株 , 但对多菌灵的抗药性稳居榜首 , 这与文献报道中 , 江苏省南京市 、镇江市草莓灰霉病病菌对多菌灵产生了很高的抗药性[ 15]相一致 。从 2 年的结果来看 , 嘉定区灰霉病病菌菌株对嘧菌酯和吡唑醚菌酯的抗性频率呈上升趋势 , 抗性频率由2016 年的 70上升至 2017 年的 97.78, 抗性菌株已经成为优势种群 。皇甫运红等在 2013 年也曾报道了浙江省灰霉菌对嘧菌酯的抗药性也呈现此种趋势[ 10]。嘧霉胺和嘧菌环胺的抗药频率目前处于抗性发展阶段 , 赵虎等在南京 、镇江等地区采集的菌种中检测到的草莓灰霉病病菌对嘧霉胺抗药性高达 83[ 15], 2016 年徐州市草莓灰霉病病菌对嘧霉胺的抗药性也高达 53.76[ 16]。可见草莓灰霉病对嘧霉胺的抗性问题也应引起高度重视 。不同地区由于管理水平和用药选择压力不同 , 抗性分布并不均匀 , 闵行区和崇明区相对于嘉定区 、青浦区 、金山区抗性频率明显较低 。在闵行区采集的菌株对所有供试药剂以敏感菌株为主 , 由此可见 , 此地区草莓灰霉病病菌以敏感种群为主导 , 抗性菌株所占比例较小 , 但生产中仍要注意药剂的使用次数和轮换交替用药的原则 , 保持田间菌株的敏感性 , 延长各种药剂的使用寿命 。通过 1 年的田间指导用药 、药剂的合理使用培训等 , 2017年在青浦区采集到的菌株对多菌灵 、乙霉威 、吡唑醚菌酯 、嘧菌酯等的抗药性均有所下降 , 但抗性频率仍处于 70 左右 ,田间依然以抗性群体为优势群体 , 而草莓灰霉病病菌菌株对啶酰菌胺 、嘧霉胺 、嘧菌环胺等的抗药性处于平稳期 , 2 年的检测结果相差不大 。由此可见 , 上海地区草莓产区的灰霉病病菌对多菌灵 、嘧菌酯 、吡唑醚菌酯 、乙霉威等呈抗性的种群为主导种群 。药剂间交互抗药性分析结果表明 , 大部分灰霉病病菌菌株对多菌灵和乙霉威具有负交互抗性 , 因此对多菌灵产生抗性的菌株多数对乙霉威敏感 , 而对多菌灵敏感的菌株 , 即使从来没有使用过乙霉威 , 但其仍对乙霉威表现抗药性 , 但本研究发现乙霉威与多菌灵双抗菌株在 2016 年高达 35, 另有报911江苏农业科学 2018 年第 46 卷第 20 期道乙霉威在研究区田间的高抗群体达 10[ 15], 而作为多菌灵 乙霉威抗药性治理的黄金搭档也不能幸免抗药性的产生 , 自 20 世纪 90 年代初 , 世界各国陆续检测到对多菌灵 、腐霉 利 、乙霉威均具抗性的多抗灰霉菌株 , 即BenRDicRNpcR[ 17 -19]; 而菌株对吡唑醚菌酯和嘧菌酯具有严重的正交互抗性 , 检测结果中灰霉病病菌对嘧菌酯和吡唑醚菌酯的抗性频率基本相同 ; 菌株对嘧霉胺和嘧菌环胺也有一定的交互抗性 。另外 , 菌株虽然对啶酰菌胺也产生了抗药性 , 但抗性水平均处于低抗水平 , 2016 年和 2017 年抗性水平比较平稳 , 相差不大 , 因此实际生产中加大药剂使用量 , 仍然可以较好地防控灰霉病的危害 。供试 9 种药剂 , 没有检测出对咪鲜胺和环酰菌胺产生抗性的菌株 , 这 2 种药剂对草莓灰霉病病菌依然有很好的防效 。从药剂的多重抗药性表型分布来看 , 从 2016 年到 2017年 , 单抗菌株逐渐向双抗菌株发展 , 三抗菌株逐渐向四抗菌株发展 , 田间草莓灰霉病病菌的多重抗药性表型以 CarRAzoR、CarRAzoRPyrR、CarRBosRAzoR、CarRBosRAzoRPyrR等为优势亚种群 , 由此可见 , 该地区病菌对药剂的多重抗药性处于发展阶段 , 具有明显的发展趋势 , 而且随着药剂的使用 , 单抗类型比例减小 , 逐渐向多抗类型演变 。因此 , 在生产过程中要注意不同种类药剂的轮用 、混用 , 避免抗药性的快速发展 。参考文献 [ 1] Bouchra C, Achouri M, Idrissi Hassani L M, et al. 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