生物防治剂与植物抗性诱导剂协同防控马铃薯晚疫病(Phytophthora infestans)的跨欧洲多中心研究

【字体: 时间:2025年08月01日 来源:Potato Research 2.1

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  本研究针对马铃薯晚疫病防治过度依赖化学杀菌剂的问题,通过筛选17种生物防治剂(BCAs)和3种植物抗性诱导剂(PRIs),在离体叶片、温室和田间多尺度验证了Pythium oligandrum、Bacillus amyloliquefaciens、Trichoderma spp.及壳聚糖盐酸盐(ChiProPlant)的防控效果。研究发现应用时机和品种抗性显著影响防治效果,为马铃薯可持续病害管理提供了重要依据。

  

马铃薯晚疫病(Phytophthora infestans)被称为"植物界的埃博拉",每年造成全球马铃薯产业数十亿美元损失。传统防治高度依赖化学杀菌剂,不仅导致病原菌抗药性增强,更带来严重的环境和健康隐患。随着欧盟《农药可持续使用指令》(SUD)逐步淘汰部分化学药剂,寻找环境友好的替代方案成为当务之急。在这一背景下,爱沙尼亚生命科学大学(Estonian University of Life Sciences)领衔的国际团队在《Potato Research》发表重要成果,通过跨欧洲五国的系统性研究,为生物防治剂(BCAs)和植物抗性诱导剂(PRIs)的实际应用提供了科学依据。

研究团队采用三级验证体系:首先通过离体叶片检测(DLA)从17种BCAs和3种PRIs中筛选出5种最有效制剂;随后在温室条件下考察剂量效应和时间窗口;最终在丹麦、德国等五国开展田间验证。关键技术包括:标准化病原菌接种(使用EU_43_A1等多基因型菌株)、病情进展曲线面积(rAUDPC)量化评估、多国标准化田间试验设计(接种量1x104 sporangia/mL)。

【筛选与评价】离体实验显示,壳聚糖盐酸盐(ChiProPlant)和磷酸钾(Resistim)表现最佳,在敏感品种Bintje上施用1天后防效达80%。复合排名分析将Pythium oligandrum(Polyversum)、Bacillus amyloliquefaciens(Nvs 2)和Trichoderma atroviride(TC 4)纳入后续研究。

【剂量与时机】温室试验揭示关键应用窗口:接种前1-7天施用效果最佳(ChiProPlant防效≈化学药剂),而接种后处理几乎无效。剂量试验中,仅TC 4显示剂量依赖性,双倍剂量显著优于半剂量(p<0.01)。

【田间验证】五国试验表明,每周施用ChiProPlant可使晚疫病 severity 降低35-40%,Polyversum和B. amyloliquefaciens分别降低25-30%。但所有生物制剂均未达到化学药剂(如cyazofamid)的防效水平。德国试验中壳聚糖处理显著优于对照(p=0.008),而丹麦试验仅化学药剂显示显著效果。

这项研究首次在欧洲多气候区系统评估了BCAs/PRI的应用潜力,明确了三个关键发现:1)品种抗性显著影响防效(敏感品种Bintje响应优于抗性品种Kuras);2)预防性施用(至少早于接种1天)是成功关键;3)环境变异导致田间效果不稳定。尽管生物制剂尚不能完全替代化学农药,但ChiProPlant等制剂已展现出作为IPM体系重要组分的潜力,为减少50%以上化学负载提供了可行路径。研究同时指出,未来需结合分子标记辅助育种(如抗病基因Rpi-blb2)和精准施药技术,才能实现晚疫病的可持续治理。

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