中国禾谷镰孢复合种（FGSC）对吡啶肟（Pyrifenox）的基线敏感性及抗性风险评估

《Agriculture》：Baseline Sensitivity and Resistance Risk Assessment of the Fusarium graminearum Species Complex to Pyrifenox in China

　　

Pyrifenox是一种吡啶类杀菌剂，属于脱甲基抑制剂（DMI）类杀菌剂的吡啶亚组（FRAC group 3），而禾谷镰孢复合种（Fusarium graminearum species complex, FGSC）对该杀菌剂的抗性风险仍知之甚少。本研究于2024–2025年从中国5个省份采集了122个FGSC分离株。采用菌丝生长测定法确定了基线敏感性，平均EC₅₀值为3.300 ± 0.227 mg/L。通过药剂适应结合紫外诱变获得了4个表型抗性变体，抗性因子范围为5.53至450.26，涵盖低、中、高抗性表型。在无药剂培养基上连续转接10代后，这些变体的抗性显著下降。与亲本分离株相比，这些变体还表现出产孢能力和致病性降低。然而，由于这些测定是在已失去大部分抗性的第十代变体上进行的，这些变化不能直接归因于抗性。交叉抗性测定显示，仅与戊唑醇（tebuconazole）存在正交叉抗性，而与丙硫菌唑（prothioconazole）、吡唑醚菌酯（pyraclostrobin）及其他3种杀菌剂未发现交叉抗性。靶基因测序未检测到CYP51A、CYP51B或CYP51C中的突变，提示可能存在非靶标位点抗性。总体而言，FGSC对Pyrifenox表现为低抗性风险。然而，本研究未解决FGSC内部的物种身份问题，因此该结论应谨慎解读。据研究人员所知，本研究首次在中国建立了Pyrifenox对FGSC的敏感性基线，为合理田间应用防治赤霉病提供了基础数据。

小麦赤霉病（Fusarium head blight, FHB）是严重威胁全球小麦生产的真菌病害，在中国主要由禾谷镰孢复合种（Fusarium graminearum species complex, FGSC）引起。发病不仅直接造成产量损失，还导致籽粒中积累脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol, DON）等真菌毒素，影响食品安全。化学防治是当前赤霉病管理的主要策略，但长期单一用药已导致田间抗药性群体频率上升，例如江苏省2016–2018年抗多菌灵的禾谷镰孢分离株频率已超过56%。Pyrifenox是一种吡啶类脱甲基抑制剂（demethylation inhibitor, DMI）杀菌剂（FRAC group 3），兼具保护与治疗作用，但FGSC对其抗性风险尚未明确。为此，研究人员开展本研究，旨在建立中国FGSC对Pyrifenox的敏感性基线，并通过诱导抗性变体评估其抗性风险，为合理用药提供科学依据。

研究人员于2024–2025年从山东、河北、河南、安徽、江苏5省采集并分离了122个FGSC分离株，采用菌丝生长速率法测定其对Pyrifenox的敏感性，建立基线；随后选择高、中、低敏感性亲本菌株，通过药剂适应和紫外（UV）诱变获得抗性变体，评估其遗传稳定性、生物学适合度、交叉抗性及靶基因CYP51A/B/C序列变化。

研究采用的主要技术方法包括：从中国5省病穗上分离纯化获得122株菌株，其中21株经ITS序列确认属于FGSC；以菌丝生长速率法测定各菌株EC₅₀，构建敏感性频率分布；通过含药培养基上的药剂适应与UV诱变获得抗性变体；在无药培养基连续转接10代评估抗性稳定性；比较变体与亲本的菌丝生长速率、产孢量、胚芽鞘致病性和DON产量；采用Pearson相关分析评估与6种杀菌剂的交叉抗性；PCR扩增并测序CYP51A、CYP51B和CYP51C基因，与亲本序列比对寻找突变。

**3.1 FGSC对Pyrifenox的基线敏感性**
对120个FGSC分离株（排除2个离群值）的EC₅₀分析显示，其范围为0.352–9.367 mg/L，平均值为3.300 ± 0.227 mg/L。频率分布呈连续单峰曲线，log₁₀转换后符合正态分布（W = 0.9924, p = 0.7623），表明该平均值可作为基线敏感性。

**3.2 抗性变体的抗性水平和遗传稳定性**
通过药剂适应和UV诱变，从亲本WF-2、XT-2和HA-4获得4个抗性变体。WF-2X的EC₅₀为158.490 mg/L，抗性因子（RF）为450.26，属高抗；WF-2XX和XT-2X的EC₅₀分别为17.028和22.701 mg/L，RF为48.38和11.28，属中抗；HA-4X的EC₅₀为125.558 mg/L，RF为5.53，属低抗。经10代无药转接后，所有变体EC₅₀降至1.759–2.772 mg/L，大部分恢复敏感，表明抗性不能稳定遗传。

**3.3 抗性变体的生物学适合度**
对第十代变体的测定显示，除WF-2XX菌丝生长速率显著高于亲本外，其余变体均低于亲本；所有变体产孢量显著低于亲本；所有变体在胚芽鞘上引起的病斑长度显著短于亲本，致病性下降。DON产量变化因亲本背景而异，WF-2和XT-2组变体产量降低，HA-4组变体产量升高，但差异较小。由于第十代变体已失去大部分抗性，且无UV单独对照，这些变化不能直接归因于抗性。

**3.4 Pyrifenox与其他杀菌剂的交叉抗性**
基于7个分离株的敏感性相关分析，Pyrifenox仅与戊唑醇存在正交叉抗性，与丙硫菌唑、已唑醇、吡唑醚菌酯、甲基硫菌灵和多菌灵均无交叉抗性；且戊唑醇EC₅₀上升幅度较小（1.3–1.9倍），交叉抗性可能较弱。

**3.5 抗性变体CYP51基因核苷酸序列分析**
对4个变体及相应亲本的CYP51A、CYP51B和CYP51C基因进行扩增测序，未发现任何碱基替换、插入或缺失，氨基酸序列无差异，提示抗性可能由非靶标位点机制引起。但测序对象为第十代变体，已丧失大部分抗性，不能据此完全推断抗性机制。

讨论部分指出，Pyrifenox对FGSC的平均EC₅₀（3.300 mg/L）高于戊唑醇（0.137–0.583 mg/L）和丙硫菌唑（0.113–0.856 mg/L），表明其体外活性中等。抗性变体抗性不稳定、适合度下降、交叉抗性有限，因此FGSC对Pyrifenox的总体抗性风险较低。但研究存在若干局限：未进行单孢纯化，抗性可能为生理适应或异核体分离；未设UV单独对照；物种鉴定仅依赖ITS，无法区分FGSC sensu stricto与亚洲镰孢（F. asiaticum）等近缘种；CYP51测序未覆盖全长。因此，抗性风险评估为初步结果，需谨慎解读。未来应采用TEF1-α测序或种特异性PCR明确物种组成，并开展启动子分析、CYP51表达分析和转运蛋白研究。

研究结论翻译为：本研究首次在中国建立了FGSC对Pyrifenox的敏感性基线；Pyrifenox对FGSC具有中等体外抑制活性；获得的抗性变体抗性不稳定且适合度降低，但由于适合度、交叉抗性和测序分析均基于已失去大部分抗性的第十代变体，这些结果不能直接归因于抗性；因此，FGSC对Pyrifenox的抗性风险应视为初步结果并谨慎解读；尽管Pyrifenox显示中等体外活性和较低抗性风险，但其对赤霉病的田间防效仍有待评估，作为替代杀菌剂的潜力需谨慎判断。