噻呋酰胺和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)NJ-18菌株联合防治稻、麦纹枯病的研究

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稻、麦纹枯病是世界性分布的土传真菌病害,在我国主要由禾谷丝核菌Rhizoctoniacerealis和立枯丝核菌R.solani侵染所致。从20世纪70年代开始,随着稻、麦品种更替及高产栽培措施(如早播、密植、高肥等)推广,稻、麦纹枯病在我国稻、麦各产区普遍发生,现已成为长江流域及黄淮平原的重要病害;化学防治是控制稻、麦纹枯病的主要手段。噻呋酰胺是孟山都公司研制的一种新型噻唑酰胺类内吸性杀菌剂,作用于菌体线粒体呼吸链中琥珀酸脱氢酶辅酶Q还原酶,阻断呼吸链,因此称之为琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)。前期研究表明:该药剂对丝核菌引起的水稻纹枯病、小麦纹枯病等有特效。  本文分别从江苏、安徽、山东、河南等地采集、分离了120个小麦纹枯病菌(R.cerealis),并检测了它们对噻呋酰胺的敏感性。结果表明:所有120个小麦纹枯病菌对噻呋酰胺都敏感,EC50值0.025~0.36μg/ml,平均EC50为0.064±0.013μg/ml,最低抑制浓度(MIC)≤5μg/mL,敏感性基线呈右侧倾斜的单峰性曲线;通过对小麦纹枯病菌的菌丝体进行噻呋酰胺驯服,获得了两个噻呋酰胺高抗突变体,他们的抗性倍数(RF)分别为120倍和40倍,在PDA平板上连续10代的继代培养,两个抗药性突变体均能保持与初代抗性菌株相同的抗性倍数;抗性突变体在生长速率、菌核产量、致病性与亲本菌株的适合度差异不显著;这两个抗药性突变体存在不同的交互抗性模式,其中WX14-1突变体表现与啶酰菌胺之间存在正交互抗性,而WX14-2突变体与萎锈灵和氟酰胺之间不存在正交互抗性;采用菌丝体进行药剂驯服抗性频率为2×10-4。因此,认为小麦纹枯病菌对噻呋酰胺存在中等水平的潜在抗药性风险。  NJ-18菌株是本实验室从土壤中分离出来的具有广谱抗菌活性的枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis),具有很好的生防潜力。为研究NJ-18与小麦的互作关系,构建了NJ-18菌株的绿色荧光蛋白(greenfluorescentprotein,GFP)分子标记突变体。使用十二烷基硫酸钠(SDS)消解NJ-18的质粒,获得了NJ-18的质粒消解菌株C136,并采用化学方法成功将外源基因导入NJ-18菌株及其质粒消解菌株C136,但是,C136的转化效率可达到3.42×105cfu/mg质粒DNA,是NJ-18菌株转化效率的10倍左右;C136能够保持与NJ-18菌株一致的对稻、麦纹枯病菌的抑菌活性,但其生长曲线第一峰值出现的时间滞后12h,第一峰值被抑制了29.4%;NJ-18-GFP突变体能够附着在病原菌菌体上,导致其菌丝呈现膨大、畸形等;接种7d后能够在小麦根部表皮和中柱稳定定殖。  针对生产上长期使用单一杀菌剂防治水稻纹枯病而易产生抗药性,导致用药失效等问题,研发以新型内吸性琥珀酸脱氢酶抑制剂类(SDHIs)杀菌剂噻呋酰胺和枯草芽孢杆菌NJ-18进行二元复配,利用其生物和杀菌剂间的生物协同作用,可持续防控水稻纹枯病。结果表明:噻呋酰胺与NJ-18菌株具有良好的相容性;噻呋酰胺对水稻纹枯病菌室内毒力测定EC50值为0.023μg/ml,1.0×108cfuml-1枯草芽孢杆菌对水稻纹枯病菌具有良好的抑菌活性;15ml/亩24%噻呋酰胺悬浮剂与枯草芽孢杆菌(1.0×108cfuml-1药液浓度)复配,喷雾(50kg/亩)防治水稻纹枯病的防效为67.4,显著高于单一制剂。
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