《Journal of Phytopathology》:Chemical Control of Phytophthora sojae: Sensitivity of Isolates and Effects on Soybean Seed Germination and Seed Rot
编辑推荐:
**摘要**
大豆疫霉(*Phytophthora sojae*)是一种卵菌(oomycete),可导致大豆幼苗碎倒病(damping-off)以及根腐病和茎腐病。使用化学产品进行种子处理是防治该病害的管理策略之一。因此,本研究旨在评估*P. sojae
**摘要**
大豆疫霉(*Phytophthora sojae*)是一种卵菌(oomycete),可导致大豆幼苗碎倒病(damping-off)以及根腐病和茎腐病。使用化学产品进行种子处理是防治该病害的管理策略之一。因此,本研究旨在评估*P. sojae*分离株对商用杀菌剂产品的体外(in vitro)敏感性,及其对大豆种子萌发和种子腐烂的影响。采用五个*P. sojae*分离株(Race 1、Race 3、Race 4、Race 25和Bra_1)和六种含有对卵菌有效活性成分的商用产品[Apron RFC(甲霜灵-M(mefenoxam)+咯菌腈(fludioxonil))、Maxim Advanced(甲霜灵-M+噻菌灵(thiabendazole)+咯菌腈)、Certeza N(氟啶胺(fluazinam)+甲基硫菌灵(thiophanate-methyl))、LumiTreo(噁唑菌酮(oxathiapiprolin)+啶氧菌酯(picoxystrobin)+种菌唑(ipconazole))、Standak Top(吡唑醚菌酯(pyraclostrobin)+甲基硫菌灵+氟虫腈(fipronil))和Vitavax-Thiram(福美双(thiram)+萎锈灵(carboxin))],以七个浓度(0、0.1、1、5、10、50和100 mg L?1)对菌丝生长进行体外敏感性测定。在研究的第二阶段,用商用产品标签推荐剂量处理'NEO580 IPRO'大豆种子,并在被卵菌定殖的琼脂培养基上评估种子萌发和种子腐烂。所有*P. sojae*分离株对含有噁唑菌酮和甲霜灵-M的产品均高度敏感,这些产品减少了菌丝生长和种子腐烂严重度,并促进了更高的种子萌发率。在体外条件下,LumiTreo、Apron RFC和Maxim Advanced是防治*P. sojae*最有效的处理,与未处理对照相比,种子腐烂严重度分别降低了76.2%、55.9%和52.9%,同时种子萌发率保持在97.5%以上。这些结果凸显了它们在病原菌化学防治中的应用潜力。
**论文解读文章**
大豆疫霉(*Phytophthora sojae*)是大豆生产中的重要卵菌(oomycete)病原物,在作物生长发育早期可引起种子腐烂和幼苗碎倒病(damping-off),在后期生长阶段则可导致根腐病和茎腐病,严重影响大豆产量。该病原菌以卵孢子(oospore)形式在土壤中存活,可保持多年活性。在巴西,大豆疫霉病害可导致植株密度下降和产量损失。目前,大豆疫霉病的治理策略主要包括利用抗性品种和种子化学处理。尽管由*Rps*基因介导的完全抗性和部分抗性在病害管理中发挥重要作用,但由于*P. sojae*致病型(pathotype)的快速进化,*Rps*基因的持久性受到限制。此外,部分抗性仅在大豆真叶展开后才有效,因此无法防止播种前或出苗后的幼苗碎倒。基于这一现状,化学防治结合种子处理已成为病害综合治理方案中的关键环节。
然而,在巴西已登记用于防治*P. sojae*的活性成分种类十分有限。截至2023年,仅有一种由氟啶胺(fluazinam)+甲基硫菌灵(thiophanate-methyl)组成的商用产品获准用于该病原菌的防治。近年来,一些新型种子处理产品相继获得登记,其中包括同时含有甲霜灵-M(mefenoxam,即Metalaxyl-M)和噁唑菌酮(oxathiapiprolin)的制剂。甲霜灵-M和噁唑菌酮在其他国家(如美国和中国)已被广泛使用,并显示出对*P. sojae*的良好防治效果。此外,吡唑醚菌酯(pyraclostrobin)和福美双(thiram)等其他活性成分也被报道对*P. sojae*及其他卵菌具有一定活性,并常用于巴西的大豆种子处理。因此,有必要系统评估巴西市场上可获得的商用产品对*P. sojae*的防治效果,以扩大可用于该病害化学治理的工具。基于含有甲霜灵-M或噁唑菌酮的产品可能抑制*P. sojae*发育并保护大豆种子免受侵染的假设,研究人员开展了本研究。
该研究由巴西帕苏丰杜大学(University of Passo Fundo, UPF)农业科学、创新与商业学院(ESAN)农业微生物学实验室于2023年11月至2025年3月期间完成。研究人员首先从GDM Genética do Brasil公司植物健康实验室获取了五个*P. sojae*分离株,分别为Race 1、Race 3、Race 4、Race 25和Bra_1。这些分离株在4°C条件下保存于基于番茄提取物的培养基上。在体外敏感性测定中,研究人员将六种商用产品[Apron RFC(甲霜灵-M+咯菌腈)、Maxim Advanced(甲霜灵-M+噻菌灵+咯菌腈)、Certeza N(氟啶胺+甲基硫菌灵)、LumiTreo(噁唑菌酮+啶氧菌酯+种菌唑)、Standak Top(吡唑醚菌酯+甲基硫菌灵+氟虫腈)和Vitavax-Thiram(福美双+萎锈灵)]以不同浓度加入培养基,测定其对*P. sojae*菌丝生长的抑制效果,并通过回归模型计算有效中浓度(EC50),即抑制50%菌丝生长所需的浓度。随后根据Edgington和Khew(1971)的标准对分离株进行分类。在种子处理试验中,研究人员选用'NEO580 IPRO'大豆品种(成熟组5.8,无限生长习性,对疫霉根腐病Race 1具有抗性),将种子表面消毒后,采用标签推荐剂量进行种子处理(喷雾量0.5% v/v),然后将处理后的种子置于已接种*P. sojae*的番茄提取物培养基上进行培养,评估种子萌发率和种子腐烂严重度指数(SRSI)。种子腐烂程度按0至4级评分,种子萌发以胚根至少达到1 cm为标准。所有试验均完全随机设计,设置四次重复,并重复进行两次实验。统计分析使用了广义线性模型(GLM)和广义线性混合模型(GLMM)等方法。
在体外敏感性测定中,所有*P. sojae*分离株对LumiTreo(噁唑菌酮+种菌唑+啶氧菌酯)表现出极高的敏感性,EC50值极低(<0.001 mg L
?1),表明该产品对*P. sojae*具有极强的抑制活性。基于甲霜灵-M的产品(Apron RFC和Maxim Advanced)同样高效,所有分离株均被归类为高度敏感。Certeza N(氟啶胺+甲基硫菌灵)的敏感性在不同分离株间存在差异,Race 1为中敏,其余分离株为高敏。Standak Top(吡唑醚菌酯+甲基硫菌灵+氟虫腈)对Race 25和Bra_1表现为中敏,对其他分离株为高敏。Vitavax-Thiram(福美双+萎锈灵)是效果最差的产品,所有分离株均仅表现为中等敏感,其EC50值相对最高。
在种子处理试验中,未接种*P. sojae*的大豆种子萌发率在98.75%至100%之间。在不同*P. sojae*分离株存在的情况下,经Apron RFC、Maxim Advanced和LumiTreo处理的种子萌发率最高,接近100%;Certeza N也维持了较高的种子萌发率,但对Race 3和Race 4的效果相对较差。相比之下,Standak Top和Vitavax-Thiram处理的种子萌发率显著低于LumiTreo、Apron RFC和Maxim Advanced。未处理对照种子在接种*P. sojae*后萌发率明显下降。在种子腐烂严重度方面,未处理对照对所有分离株均表现出较高严重度,SRSI值介于57.19%(Race 1)至76.87%(Race 25)之间。LumiTreo处理表现出最低的SRSI值,对于多数分离株,严重度降至13%至21%之间;Apron RFC和Maxim Advanced处理的SRSI值介于24%至36%之间。与未处理对照相比,LumiTreo、Apron RFC和Maxim Advanced分别使种子腐烂严重度降低了76.2%、55.9%和52.9%,同时种子萌发率保持在97.5%以上。Standak Top和Vitavax-Thiram的防效则较差,部分分离株的处理效果与未处理对照无显著差异。Certeza N的防效存在分离株间差异,对Race 3和Race 4的防治效果低于其他分离株。
讨论部分指出,含噁唑菌酮和甲霜灵-M的产品在体外条件下对*P. sojae*表现出优异的防效。噁唑菌酮属于哌啶基噻唑异噁唑啉类杀菌剂(FRAC代码49),通过抑制氧固醇结合蛋白(OSBP)发挥作用,对卵菌具有高效性和特异性,即使在极低剂量下也有效。研究发现,*P. sojae*分离株对噁唑菌酮的平均敏感性比对甲霜灵-M高约150倍,凸显了其更强的抑制活性。甲霜灵-M(Metalaxyl-M)是甲霜灵的活性异构体,属于苯酰胺类杀菌剂,是全球广泛用于种子处理防治卵菌病害的主要活性成分。然而,部分地区已报道卵菌对苯酰胺类杀菌剂的敏感性下降,因此需要持续监测其防效。研究还发现,一些菌株在响应上存在差异,说明化学防治的成功与否可能取决于田间优势菌株的致病型,因此在制定管理建议时需要考虑病原菌的遗传变异性。吡唑醚菌酯和福美双的防效相对有限,吡唑醚菌酯虽可抑制真菌和卵菌的能量代谢,但其对卵菌的活性通常较为有限,应与其他特效药剂(如甲霜灵-M)复配使用。福美双属于二硫代氨基甲酸酯类保护性杀菌剂,无内吸性,仅起表面保护作用,其防效不如甲霜灵-M。该研究结果强调了噁唑菌酮和甲霜灵-M等高活性化学产品在大豆疫霉综合管理中的重要性,为巴西生产者提供了种子处理方案的科学技术依据。
研究结论指出,商用产品LumiTreo、Apron RFC和Maxim Advanced在体外条件下可有效防治*P. sojae*,表现为显著抑制菌丝生长、维持种子萌发率并降低大豆种子腐烂严重度。这些结果扩大了化学防治的可选方案范围,为技术人员和种植者采用更安全、更有效且符合大豆生产中*P. sojae*综合可持续管理策略提供了重要信息。该研究进一步支持了在巴西疫霉病高发地区推广噁唑菌酮和甲霜灵-M类种子处理剂的应用价值,同时为完善并优化大豆种子处理方案提供了科学参考。