苯醚甲环唑对核盘菌的抑菌机制及生理毒性研究:基于细胞壁损伤与膜通透性调控的解析

【字体: 时间:2025年07月28日 来源:Crop Protection 2.5

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  本研究针对核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)对传统杀菌剂抗性加剧的现状,系统评估了三唑类杀菌剂苯醚甲环唑(difenoconazole)的基线敏感性及作用机制。研究发现该药剂通过破坏细胞壁几丁质合成、降低麦角固醇(ergosterol)含量、诱导活性氧(ROS)积累等多重途径抑制菌丝生长,EC50均值达0.2305±0.1924 μg/mL,为核盘菌茎腐病(SSR)防控提供了新型候选药剂及抗性治理策略。

  

核盘菌茎腐病是威胁全球油料作物的毁灭性病害,其病原菌核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)能侵染700余种植物,在中国可导致油菜减产50%以上。传统杀菌剂如多菌灵(carbendazim)和异菌脲(dimethachlone)因长期单一使用已出现广泛抗性,亟需开发新型防控策略。天津高校基础研究基金资助项目团队在《Crop Protection》发表的研究,首次系统解析了三唑类杀菌剂苯醚甲环唑(difenoconazole)对核盘菌的作用机制。

研究人员采用2022年从四川油菜田采集的97株核盘菌野生型菌株,通过EC50测定、显微观察、生化分析及基因表达检测等技术,发现苯醚甲环唑能显著改变菌丝形态、抑制菌核形成,并揭示其通过干扰麦角固醇(ergosterol)合成、破坏细胞膜完整性、降低草酸分泌等多重途径发挥药效。

基线敏感性分析显示,苯醚甲环唑对核盘菌的EC50值呈正态分布(均值0.2305±0.1924 μg/mL),变异系数达39.2倍,提示自然种群存在潜在抗性风险。生理机制研究发现:1)药剂处理导致菌丝尖端分枝增多,透射电镜显示细胞壁增厚与细胞器损伤;2)与刚果红(Congo red)联用实验证实其通过抑制几丁质合成破坏细胞壁;3)诱导活性氧(ROS)爆发,使膜通透性下降37.2%,麦角固醇含量降低42.5%(P<0.05)。分子机制方面,2.2 μg/mL苯醚甲环唑处理显著上调固醇14α-脱甲基酶基因(CYP51)和ABC转运蛋白基因(Ssabc)表达,但未发现与其它DMI类杀菌剂的交叉抗性。

该研究不仅建立了苯醚甲环唑对核盘菌的敏感性基线,更创新性地揭示其通过"细胞壁-细胞膜-代谢毒素"多靶点协同作用机制。区别于传统DMI类药剂仅靶向麦角固醇合成的单一模式,苯醚甲环唑能同步抑制核盘菌的致病因子(草酸和果胶酶)分泌,这为开发多靶点杀菌剂提供了理论依据。田间防效试验显示其对油菜叶片保护和治疗效果与多菌灵相当,具备替代现有抗性药剂的潜力。研究强调监测CYP51基因过表达等抗性风险,对制定核盘菌茎腐病的可持续治理策略具有重要指导价值。

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