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为解决瓜类白粉病防治中杀菌剂抗性及敏感性评估问题,研究人员开展了甜瓜白粉菌(Podosphaera xanthii)对杀菌剂敏感性的研究。结果表明不同杀菌剂对其无性分生孢子产生、萌发及菌落发展影响各异。该研究有助于筛选有效杀菌剂,评估白粉菌对杀菌剂的敏感性。
在植物的世界里,白粉病就像一场挥之不去的阴霾,严重威胁着众多植物的健康生长。瓜类作物作为人们日常生活中常见的蔬菜和水果来源,也深受白粉病的侵害。甜瓜白粉菌(Podosphaera xanthii)是引发瓜类白粉病的主要病原菌,它能在瓜类植株的叶片、茎等部位肆意生长,形成白色的粉状物,不仅影响植株的光合作用,还会降低作物产量和品质。
目前,化学防治是控制瓜类白粉病的常用手段。然而,频繁使用杀菌剂导致甜瓜白粉菌对多种杀菌剂产生了抗性,使得防治效果大打折扣。而且,现有的杀菌剂敏感性评估方法存在标准不统一、无法精准量化等问题,难以满足实际生产需求。为了寻找更有效的防治策略,来自日本近畿大学(Kindai University)的研究人员开展了一项旨在创新评估甜瓜白粉菌对杀菌剂敏感性的研究。
研究人员通过一系列实验,得出了诸多重要结论。他们发现不同类型的杀菌剂对甜瓜白粉菌的影响差异显著。部分杀菌剂能强烈抑制无性分生孢子的产生和萌发,而有些杀菌剂处理后的分生孢子仍具有较高的萌发率,这意味着这些杀菌剂对病原菌的抑制效果不佳。此外,研究还发现,经某些杀菌剂处理后,甜瓜白粉菌的分生孢子梗形态发生了明显变化,这为深入了解杀菌剂的作用机制提供了新线索。这些研究结果对于筛选高效、低毒的杀菌剂,制定科学合理的防治方案具有重要意义。该研究成果发表在《Journal of Plant Pathology》上,为瓜类白粉病的防治提供了新的思路和方法。
研究人员在实验过程中主要运用了以下几种关键技术方法:首先,采用静电技术收集经杀菌剂处理后的甜瓜白粉菌无性分生孢子,利用静电场的吸引力将分生孢子捕获到绝缘体板上,实现了对分生孢子数量的定量分析;其次,借助数字显微镜观察真菌的生长发育过程,包括分生孢子梗的形态变化、菌落的发展情况等,直观地获取了大量微观信息;最后,通过对收集到的分生孢子进行萌发实验,统计萌发率,进一步评估杀菌剂对分生孢子活性的影响。
静电收集经商业杀菌剂处理的单 KMP - 6N 菌落的无性分生孢子
研究人员使用静电孢子收集器,对经不同杀菌剂处理的单 KMP - 6N 菌落释放的无性分生孢子进行收集。实验结果显示,部分杀菌剂处理后,KMP - 6N 的分生孢子梗被完全破坏,无法散射无性分生孢子,如多氧霉素(polyoxin)处理组;而另一部分杀菌剂处理后,有大量无性分生孢子被吸引到绝缘体板上,表明 KMP - 6N 对这些杀菌剂具有抗性,如甲基硫菌灵(thiophanate - methyl)、醚菌酯(kresoxim - methyl)等处理组。
经商业杀菌剂处理的 KMP - 6N 菌落的无性分生孢子的形态和萌发率
对收集到的无性分生孢子进行形态观察和萌发率测定。结果发现,经醚菌酯处理的无性分生孢子形态与对照组相似,且具有较高的萌发率,在接种到经醚菌酯处理的甜瓜叶片上后,能正常萌发并形成菌丝和分生孢子梗。而经某些杀菌剂(如异噻菌胺(isopyrazam))处理的分生孢子则不能萌发。
单 KMP - 6N 分离物在经醚菌酯处理的甜瓜叶片上的发育
研究观察了 KMP - 6N 分生孢子在经醚菌酯处理的甜瓜叶片上的发育过程。结果显示,分生孢子在接种后 3 - 5 小时开始萌发,6 - 8 小时形成初生附着胞,24 小时后产生菌落形成菌丝,并在 5 - 6 天后形成分生孢子梗。
商业杀菌剂和生物杀菌剂对 KMP - 6N 菌落发育的影响
研究发现,含有异噻菌胺、嘧菌酯(azoxystrobin)、嘧霉胺(mepanipyrim)和多氧霉素等活性成分的杀菌剂能显著抑制 KMP - 6N 菌落的发育;而含有枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、醚菌酯和腈菌唑(myclobutanil)等活性成分的杀菌剂对菌落发育的抑制作用较弱,与对照组相似。
商业杀菌剂对 KMP - 6N 分生孢子梗形态的影响
通过显微镜观察,研究人员发现经不同杀菌剂处理后,KMP - 6N 的分生孢子梗形态发生了明显变化。根据这些变化,将异常分生孢子梗分为五种类型。不同杀菌剂处理后,正常分生孢子梗的数量也有所不同,多氧霉素处理组的正常分生孢子梗数量显著低于对照组,而含有甲基硫菌灵、醚菌酯等成分的处理组中正常分生孢子梗数量相对较多。
研究结论表明,利用绝缘体板作为静电孢子收集器,能够有效测定经不同作用方式和机制的杀菌剂处理后,单 P. xanthii 菌落(KMP - 6N 分离物)释放的无性分生孢子数量。从经醚菌酯、苯菌灵(fenarimol)、三唑酮(triforine)和甲基硫菌灵处理的菌落中收集的无性分生孢子萌发率超过 20%,且能感染经相同杀菌剂处理的寄主叶片,这表明该静电孢子收集方法可用于早期检测抗杀菌剂的白粉菌。未来,对突变的 β - 微管蛋白、细胞色素 b(cyt b)和细胞色素 P450 甾醇 14α - 去甲基酶(cyp51)基因表达的分析,将有助于深入了解瓜类白粉菌抗杀菌剂的位点特异性机制。
在讨论部分,研究人员指出,以往研究瓜类白粉病多关注病害在寄主叶片上的发生程度,评估杀菌剂敏感性的标准不统一。而本研究直接将经杀菌剂处理的白粉菌菌落应用于活体甜瓜幼苗叶片,通过评估叶片上菌落大小等指标来鉴定有效杀菌剂,为筛选有效杀菌剂提供了新的方法。同时,静电技术在定量评估甜瓜白粉菌对杀菌剂敏感性方面具有很大潜力,不仅可用于本研究中的甜瓜白粉菌,还可应用于其他白粉菌。此外,研究还发现不同杀菌剂对分生孢子梗形态和细胞结构有显著影响,为进一步了解杀菌剂作用机制提供了依据。总之,本研究的方法和结果对于瓜类白粉病的防治具有重要的指导意义,有助于推动瓜类作物病害防治领域的发展。