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油菜菌核病是为害世界各幽油料作物生产的一种重要土传真菌病害,其致病菌(Sclerotinia sclerotiorum)已对苯并咪唑类和二甲酰亚胺类杀菌剂产生高抗性风险,创制具有新型作用机制的杀菌剂来降低或替换现有药剂的选择压力已成为该类病害防治研究的热点之一。本文以油菜菌核病菌为研究对象,重点探索新型噻唑烷类药物(PMAS)对病原菌生长、草酸生物合成、次生代谢等调节规律及其诱导病原菌菌丝分泌绿色色素的生理作用机制。旨在为有效地控制该病害的流行和为害提供一种新型的防治策略和高效的预报检测手段。
毒力测定结果表明,PMAS对油菜菌核病菌多菌灵敏感和抗性菌株的ECso值分别为17.83和21.15μg/mL。对多菌灵、异菌脲和三唑酮均具有明显的增效作用,增效比分别为3.56、2.41、3.27。在Watanabe培养基中,50μg/mLPMAS诱导菌丝内绿色色素产量为6.35μg/mg干重。半胱氨酸能够强烈抑制菌丝分泌绿色色素。
生理机制研究表明,PMAS能够调节菌株生理和草酸生物合成。在50μg/mLPMAS作用下,菌丝分泌还原糖的抑制率达80%,渗透势抑制率达70%,草酸分泌量降低了72.05%。同时,PMAS对草酸生物合成的关键酶苹果酸脱氢酶和草酰乙酸酶的抑制率分别高达80.85%和68.00%,并对乙醛酸脱氢酶的抑制率达16%。蔗糖能够提高菌丝绿色色素的产量,并且在:PSB培养基(pH6)中菌丝生长促进率最大和绿色色素产量最高。
绿色色素的性质研究发现,菌丝内绿色色素的产量与菌丝生长受抑制程度呈正相关,并且与菌丝向体外分泌酸性物质的量呈负相关。绿色色素的最佳提取条件:浸提剂为90%乙醇,用量为6mL/g;浸提时间为120min;pH值为3.0。HPLC分析表明,绿色色素主要成分的保留时间为2.207min。
PMAS应用研究表明,其对22种不同植物病原真菌均具有较好的生物活性,但只有油菜菌核病菌菌丝能够在PMAS作用下分泌绿色色素,且色素的产生与病菌对多菌灵、异菌脲等的抗性程度没有相关性。
实验表明PMAS可能通过调节病原菌体内巯基辅酶的活性来抑制草酸的生物合成,从而降低了病原菌的致病力。绿色色素可能是菌丝自身的生长抑制因子,也可能是PMAS代谢产物在菌丝体内的积累,从而抑制了病原菌生长。