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周明國:防治卵菌病害化學(xué)農(nóng)藥必不可少,靶向農(nóng)藥將是未來研發(fā)方向

2020-09-23 16:09 10196

北京2020年9月23日 /美通社/ -- 卵菌病害給許多農(nóng)作物和花卉植物造成毀滅性危害,現(xiàn)在仍每年給全球造成數(shù)十億美元的損失。如何防治好卵菌病害,已經(jīng)是擺在當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者面前的一道迫切需要解決的難題......

卵菌病害是藻菌綱真菌中的一類病害,屬于鞭毛菌亞門,在漫長的演化過程中,又發(fā)生了很多變異。目前我們所知的卵菌種類非常的多,約有700多種,而它又分為水生和陸生的,但我們主要關(guān)注的還是可以侵染植物的陸生卵菌。這些卵菌病害給許多農(nóng)作物和花卉植物造成毀滅性危害,現(xiàn)在仍每年給全球造成數(shù)十億美元的損失。

如何防治好卵菌病害,已經(jīng)是擺在當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者面前的一道迫切需要解決的難題。為此,《農(nóng)藥市場信息》傳媒記者特別采訪了植物病理學(xué)和農(nóng)藥學(xué)專家、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)周明國教授。

卵菌病害最重要的三種類型你知道嗎?為何他們?nèi)绱穗y防難治?

卵菌病害中最重要的三種類型分別是霜霉病、疫霉病和腐霉病。這三種類型又可以分為兩大類,一類危害植物在土壤里的組織,一類危害植物地上的組織。如腐霉菌主要危害地下作物根莖,可以導(dǎo)致種子腐爛、幼苗猝倒及與地面接觸的肉質(zhì)果實腐爛等;而疫霉菌既可以為害作物地下部位,也可以危害作物地上部位;霜霉菌則大多為害作物地上部位。這些病原菌危害作物的種類很多,主要出現(xiàn)在瓜果蔬菜上,如我們經(jīng)常食用的黃瓜、番茄、辣椒、大白菜、馬鈴薯等蔬菜品種,葡萄等果樹上也比較常見。

卵菌病害中最難防難治的當屬霜霉病和疫霉病,為什么難防治呢?一是這些病原菌生長、繁殖的速度非??欤梢远虝r間內(nèi)形成巨大的病原群體,從而造成毀滅性的危害。而且他們的侵染周期很短,能在短時間內(nèi)造成大范圍的流行,很快引起病害的暴發(fā),常常導(dǎo)致防治措手不及。

此外這些病原菌可以產(chǎn)生卵孢子在土壤和病死的植物組織中長期存活,一旦遇到了適宜的溫度和濕度,可以在短短的5~7天內(nèi),迅速萌發(fā)、侵染,發(fā)病、形成新的孢子囊,再次侵染危害。他們完成一個周期僅需5~10天左右,反復(fù)多次侵染植物。孢子囊還可以通過雨水、氣流、農(nóng)事操作進行較遠距離的傳播危害,造成病害流行。

更讓人頭疼的是這些病原菌在侵染植物之前是看不到摸不著的,等到可以發(fā)現(xiàn)的時候,病原菌的數(shù)量已經(jīng)多到很難控制,這也是卵菌病害難防難治的重要原因。

防控卵菌病害化學(xué)農(nóng)藥必不可少,其重要程度未來仍難以改變

100 多年來,為了控制卵菌病害,世界各國的真菌學(xué)和植物病理學(xué)工作者從不同角度對它進行了大量的研究。不同的人會提出不同的防控方案,如通過生物防控、化學(xué)農(nóng)藥防控,還有選用抗病品種進行防控等。但各種防治方案中,想要作物能夠優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn),化學(xué)農(nóng)藥防治仍是必不可少的手段。特別是霜霉病和晚疫病這類能夠在短時間內(nèi)大暴發(fā)的病害,只有通過化學(xué)藥劑防治才能將其控制住。

多年來,我們也發(fā)現(xiàn)了不少可以防治卵菌病害的藥劑,如代森類殺菌劑如丙森鋅、銅素殺菌劑如波爾多液、酰胺類殺菌劑如雙炔酰菌胺和烯酰嗎啉、甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑如吡唑醚菌酯、吡啶酰胺類如氟吡菌胺,以及其他大家熟悉的殺菌劑如百菌清、霜脲氰、甲霜靈、霜霉威、氰霜唑等。據(jù)統(tǒng)計,目前卵菌殺菌劑占當下殺菌劑市場份額的21%,而且隨著農(nóng)產(chǎn)品商業(yè)化生產(chǎn)水平的不斷提高,卵菌病害的化學(xué)防控需求還會增加,由此可見防治卵菌病害的殺菌劑的重要程度。

但隨著對殺菌劑的安全、高效、低毒要求不斷提高,當下使用效果較好、毒性較低的殺菌劑都是選擇性殺菌劑,它的問題是持續(xù)使用容易產(chǎn)生抗藥性,這已經(jīng)是我國卵菌病害防治的重要難點之一。

卵菌抗藥性產(chǎn)生的原因,如何才能進行有效防控

那么,卵菌的抗藥性是如何產(chǎn)生的呢?

一是病菌感受藥劑作用的靶標發(fā)生了遺傳變異,對藥劑變得不敏感,藥劑失去作用,病菌因此就產(chǎn)生了抗藥性。

二是病菌代謝途徑發(fā)生了遺傳變異,減少對殺菌劑的吸收、增加對藥劑的代謝能力,如降解、排出、鈍化等,降低了藥劑的作用,病菌表現(xiàn)抗藥性。由于卵菌的繁殖速度和繁殖量高于害蟲和雜草的數(shù)千至數(shù)萬倍,所以病菌相對于害蟲和雜草也更容易形成高水平抗藥性的群體。

面對這種情況,我們應(yīng)當如何有效防控抗藥性強的卵菌病害呢?首先我們必須要明白,使用高效、低毒的選擇性殺菌劑,產(chǎn)生抗藥性是必然的,但是造成抗藥性危害是有一定的偶然性的,只有形成能夠引起病害流行的足夠大的抗藥性群體,才能造成防治失敗。因此我們可以通過農(nóng)藝措施等多種手段降低抗藥性強的病原菌數(shù)量,如通過通風改變大棚溫度和濕度等等,給這些病菌制造不利于發(fā)病和生存的環(huán)境,從而避免和延緩抗藥性的發(fā)生。

在使用藥劑上,我們可以交替、輪換、混合使用不同作用靶標的農(nóng)藥,防止相同作用機理的殺菌劑混用。當然我們現(xiàn)在也擁有多個效果突出的化學(xué)防治藥劑,如吡啶酰胺類殺菌劑氟吡菌胺就是其中一個,它擁有獨特的作用機理,與其他的殺菌劑沒有交互抗性,既可以單獨使用,用藥量小,效果好,還可以與其他產(chǎn)品復(fù)配使用,如與霜霉威、乙膦鋁、氰霜唑、霜脲氰、丙森鋅、烯酰嗎啉等復(fù)配,對防治卵菌病害,可以取得良好的防治效果。氟吡菌胺具有優(yōu)異的薄層傳導(dǎo)特性和向頂性內(nèi)吸傳導(dǎo)活性,能從葉片上表面向下滲透,從葉基向葉尖方向傳導(dǎo),保護新生組織,此外氟吡菌胺還可從根部沿植株的木質(zhì)部向整株作物分布。

抗藥性治理的原則是降低抗藥性群體的數(shù)量,因此注意監(jiān)測抗藥性群體發(fā)展態(tài)勢也是非常重要的一環(huán),我們還需要建立一套抗藥性監(jiān)測體系或者網(wǎng)絡(luò),可以有目的地去指導(dǎo)我們新農(nóng)藥的研發(fā),指導(dǎo)農(nóng)藥科學(xué)使用,也有利于相關(guān)部門對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行管理。

科學(xué)發(fā)展是不能滿足于現(xiàn)狀的,因此我們不能停留在現(xiàn)有的藥劑上,要不斷地去研發(fā)更加安全、更加有效的新農(nóng)藥,我們需要有顛覆性的思維。現(xiàn)在分子生物學(xué)理論與技術(shù)發(fā)展迅速,我們已經(jīng)能夠解析植物病原菌對殺菌劑敏感的靶標分子結(jié)構(gòu)特征,發(fā)現(xiàn)病原菌生長、發(fā)育、致病的關(guān)鍵基因,我相信它將指引我們新農(nóng)藥的研發(fā)。針對病原菌分子靶標的特異性結(jié)構(gòu)研發(fā)的靶向新農(nóng)藥,不僅會實現(xiàn)更加安全、高效的目標,而且農(nóng)藥研發(fā)的成功率會大幅度提高、大大縮短研發(fā)周期和降低成本。因此,綠色靶向農(nóng)藥創(chuàng)制必將推動農(nóng)藥發(fā)展進入新的歷史階段。

周明國教授簡介

農(nóng)藥學(xué)和植物病害防控專家,在殺菌劑毒理與抗性基礎(chǔ)研究及抗藥性農(nóng)作物病害防控技術(shù)創(chuàng)新等方面做出了突出貢獻。

先后發(fā)現(xiàn)了植物病原真菌b2-微管蛋白和肌球蛋白I兩個選擇性殺菌劑新靶標及藥敏性結(jié)構(gòu)特征,研發(fā)和推廣應(yīng)用了綠色靶向殺菌劑及其高效應(yīng)用技術(shù),攻克了稻、麥鐮刀菌病害及果菜重大流行性病害的防控難題。

揭示了常用殺菌劑毒理學(xué)機制,研發(fā)和推廣了多種增效減藥應(yīng)用技術(shù),有效控制了鐮刀菌毒素污染,為食品安全提供了技術(shù)支撐。

探明了常用殺菌劑抗性發(fā)生和發(fā)展機制,研發(fā)了單堿基變異的抗藥性高通量簡便檢測系列技術(shù),為實現(xiàn)重要植物病原菌抗藥性早期預(yù)警和可持續(xù)高效防控提供了技術(shù)保障。

研發(fā)的系列增效減藥和抗藥性治理技術(shù)得到推廣應(yīng)用,避免了重大病害突發(fā)性危害,取得巨大經(jīng)濟社會生態(tài)效益,先后獲國家科技進步二等獎3項(第1、1、3),授權(quán)發(fā)明專利40余項(英、美、加、澳專利5項),發(fā)表論文350余篇,為我國建立殺菌劑抗性研究方向和培養(yǎng)高水平創(chuàng)新人才隊伍做出重要貢獻。

現(xiàn)任南京農(nóng)業(yè)大學(xué)鐘山學(xué)者計劃特聘教授,農(nóng)藥抗性研究中心主任和中國農(nóng)藥發(fā)展與應(yīng)用協(xié)會殺菌劑專業(yè)委員會主任委員。(原載于2020年9月5日“農(nóng)藥市場信息”微信公眾號)

2020年9月8日起,拜耳悅農(nóng)堂在快手APP上進行拜耳科普大講堂系列直播活動,講解最新的卵菌病害防控知識、抗性治理措施、氟吡菌胺的創(chuàng)新運用技術(shù),共同利用氟吡菌胺,科學(xué)防控卵菌病害。

原文鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/UW1CFEnnQIKRaObNN50s8Q 

消息來源:拜耳作物科學(xué)中國
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