黄淮麦区假禾谷镰刀菌对3种杀菌剂敏感性测定

王季锋 王珊珊 许景升 徐进 冯洁 张爱香 田海月 王连刚 黄俊霞 张昊

摘要

以假禾谷鐮刀菌Fusarium pseudograminearum为主要病原菌引起的小麦茎基腐病已经成为黄淮麦区的主要小麦病害之一，对小麦生产安全带来严重威胁。为了解假禾谷镰刀菌对氰烯菌酯、戊唑醇和咯菌腈3种杀菌剂的敏感性，采用菌丝生长速率法对采自河南、河北、山东的108株假禾谷镰刀菌进行了室内毒力测定。试验结果表明：氰烯菌酯对假禾谷镰刀菌的EC50为0.088～0.929 μg/mL，EC50均值为（0.471±0.181） μg/mL;敏感性分布为连续单峰曲线，经ShapiroWilk正态性检验符合正态分布（W=0.988，P=0.437>0.05），所以将所有菌株的EC50平均值0.471 μg/mL定为假禾谷镰刀菌对氰烯菌酯的敏感基线;戊唑醇对供试菌株的EC50为0.015～0.961 μg/mL，EC50均值为（0.384±0.219） μg/mL，敏感性分布不符合连续单峰的正态分布;咯菌腈对供试菌株的EC50为0.029～0.354 μg/mL，EC50均值为（0.153±0.075） μg/mL，敏感性分布不符合连续单峰的正态分布。不同地理来源菌株间敏感性存在差异，但对这3种杀菌剂都表现出较高的敏感性。本试验结果为3种杀菌剂在小麦茎基腐病上的防治应用提供了理论基础，为病原菌对药剂的敏感性、抗药性监测提供了重要信息。

关键词

小麦茎基腐病; 假禾谷镰刀菌; 杀菌剂; 敏感性

中图分类号：

S 435.121.4

文献标识码： B

DOI： 10.16688/j.zwbh.2022115

Sensitivity of Fusarium pseudograminearum isolates to three fungicides in HuangHuai wheat region

WANG Jifeng1#， WANG Shanshan1，3#， XU Jingsheng1， XU Jin1， FENG Jie1， ZHANG Aixiang3，TIAN Haiyue4， WANG Liangang4， HUANG Junxia5， ZHANG Hao1，2*

（1. State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests， Institute of Plant Protection， Chinese Academy

of Agricultural Sciences， Beijing 100193， China; 2. National Agricultural Experimental Station for Plant Protection at

Gangu， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Tianshui 741200， China; 3. Hebei North University， Zhangjiakou

075000， China; 4. Qingdao Agricultural Technology Extension Center in Shandong Province， Qingdao 266071， China;

5. Inner Mongolia Technology Extension Center of Agriculture and Animal Husbandry， Hohhot 010010， China）

Abstract

Fusarium crown rot primarily caused by Fusarium pseudograminearum has become one of the main wheat diseases in HuangHuai wheat area， which poses serious threat to wheat production safety. In order to understand the sensitivity of F.pseudograminearum to three fungicides， including phenamacril， tebuconazole and fludioxonil， the toxicity of 108 F.pseudograminearum strains collected from Henan， Hebei and Shandong provinces was determined by mycelial growth rate method in laboratory. The results showed that the EC50 value of phenamacril against F.pseudograminearum ranged from 0.088 to 0.929 μg/mL， and the mean value of EC50 was （0.471±0.181） μg/mL. Shapirowilk normality test conforms to normal distribution （W=0.988， P=0.437>0.05）， so the sensitivity baseline was 0.471 μg/mL. The EC50 value of tebuconazole ranged from 0.015 to 0.961 μg/ mL， and the mean EC50 value was （0.384±0.219） μg/mL. The sensitivity distribution did not comply with the normal distribution of continuous single peak. The EC50 value of fludioxonil was 0.029-0.354 μg/mL， and the mean value of EC50 was （0.153±0.075） μg/mL. The sensitivity distribution did not conform to the normal distribution of continuous single peak. There were differences in susceptibility among strains of different geographical origin， but they all showed high sensitivity to the three fungicides. The results provided theoretical basis for the application of the three fungicides in the prevention and control of Fusarium crown rot， and provided important information for the monitoring of pathogen sensitivity and fungicide resistance.

Key words

Fusarium crown rot; Fusarium pseudograminearum; fungicide; sensitivity

小麦茎基腐病是由镰刀菌引起的世界性小麦根部病害之一，主要致病菌包括假禾谷镰刀菌Fusarium pseudograminearum、禾谷镰刀菌F.graminearum、黄色镰刀菌F.culmorum等［12］。自从2012年在河南省发现由假禾谷镰刀菌引起的小麦茎基腐病以来，该病在河南及周边省份普遍发生，假禾谷镰刀菌也逐渐成为小麦茎基腐病的主要致病菌［36］。研究发现，黄淮冬麦区主要推广的小麦品种对于茎基腐病的抗性表现整体较差，没有高抗的品种资源［7］。所以，现在对于小麦茎基腐病的防治主要采用化学防治手段，辅以清茬、晚播、合理轮作等耕作措施［8］。目前我国还没有登记用于防治小麦茎基腐病的化学杀菌剂，实际应用的杀菌剂主要包括苯并咪唑类杀菌剂如多菌灵，甾醇脱甲基抑制剂类杀菌剂如丙硫菌唑、戊唑醇，以及氰基丙烯酸酯类杀菌剂氰烯菌酯，苯基吡咯类杀菌剂咯菌腈等［9］。氰烯菌酯、戊唑醇是防治禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病的主要杀菌剂［1011］，对于亲缘关系较近的假禾谷镰刀菌［12］也是潜在的防治药剂。同时咯菌腈［13］和戊唑醇［14］ 是防治小麦土传真菌病害的常用种子包衣剂，因此，明确茎基腐病菌对这3种杀菌剂的敏感性，对于该病害的防治具有重要意义。本文采用菌丝生长速率法，测定了采集于河南、河北、山东三省的小麦茎基腐病病原菌假禾谷镰刀菌对3种杀菌剂的敏感性，建立敏感基线，分析不同地理来源菌株的敏感性差异，评估氰烯菌酯、咯菌腈、戊唑醇在小麦茎基腐病防治上的应用前景，旨在为生产中小麦茎基腐病的高效防治提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试菌株：由中国农业科学院植物保护研究所作物细菌组提供，为2019年于河南、河北、山东三省采集的小麦茎基腐病样上分离鉴定得到的假禾谷镰刀菌Fusarium pseudograminearum，其中河南38株，河北43株，山东27株，共计108株。

供试杀菌剂：98%氰烯菌酯 （phenamacril） 原药，江苏省农药研究所股份有限公司;98.5%咯菌腈 （fludioxonil） 原药，上海禾本药业股份有限公司;97%戊唑醇 （tebuconazole） 原药，江苏中旗科技股份有限公司。均保存于4℃避光环境。

1.2 试验方法

1.2.1 菌种的活化

从-80℃冰箱中取出供试菌株的保存菌种，取部分菌种转到PDA平板上。倒置放入28℃恒温培养箱中，避光培养3 d备用。

1.2.2 室内药剂敏感性测定

采用菌丝生长速率法测定小麦茎基腐病菌假禾谷镰刀菌对3种药剂的敏感性。3种药剂均用二甲基亚砜（DMSO）配成1×104 μg/mL的母液，再用无菌水进行稀释。将稀释后的药液加入PDA培养基中，配制成含有不同浓度梯度药剂的含药平板，其中氰烯菌酯的浓度梯度为0.125，0.25，0.5，1，1.5，2 μg/mL，咯菌腈的浓度梯度为0.125，0.375，0.5，0.75，1.25 μg/mL，戊唑醇的濃度梯度为0.125，0.375，1.125，3.375，6.75 μg/mL。将直径5 mm的菌饼放置于含药平板中心，每个菌株重复接种3个平板，每种药剂试验均设置不含药平板作为对照，将所有平板放入28℃培养箱中倒置避光培养。接种后的培养皿在恒温培养箱培养72 h后采用十字交叉法测量菌落生长直径。

1.3 数据分析

利用Excel软件进行数据统计，计算药剂对菌株的有效抑制中浓度EC50以及毒力回归方程。采用R语言软件对小麦茎基腐病菌对不同药剂的EC50进行ShapiroWilk正态性检验，LSD检验分析及相关制图。

2 结果与分析

2.1 假禾谷镰刀菌对3种杀菌剂的敏感性及敏感基线

试验结果表明，氰烯菌酯对供试的108株菌株的EC50范围为0.088～0.929 μg/mL，EC50均值为（0.471±0.181）μg/mL;戊唑醇的EC50范围为0.015～0.961 μg/mL，EC50均值为（0.384±0.219） μg/mL;咯菌腈的EC50范围为0.029～0.354 μg/mL，EC50均值为（0.153±0.075） μg/mL。根据菌株EC50频率分布（图1），供试菌株对氰烯菌酯的敏感性分布为连续单峰曲线，ShapiroWilk正态性检验结果为：W=0.988，P=0.437>0.05，符合正态分布，所以可将EC50 0.471 μg/mL作为河南、河北、山东三省假禾谷镰刀菌对氰烯菌酯的敏感基线。供试菌株对戊唑醇的敏感性分布为连续单峰曲线，但ShapiroWilk正态性检验结果为：W=0.947，P=0.000 3<0.05，不符合正态分布。供试菌株对咯菌腈的敏感性分布不是连续单峰曲线，ShapiroWilk正态性检验结果为：W=0.961，P=0.000 3<0.05，不符合正态分布。

2.2 不同省份来源菌株对3种杀菌剂敏感性的差异

由表1可知，不同省份来源的菌株间对3种药剂的敏感性都存在差异。河南菌株对氰烯菌酯的敏感性差异最大，敏感性最低菌株EC50是最高菌株的11.27倍，平均EC50最小，为0.396±0.199 μg/mL，

整体敏感性最高，与河北菌株间存在显著差异，与山东菌株无显著差异;河北菌株对戊唑醇的敏感性差异最大，敏感性最低菌株EC50是最高菌株的58.52倍，平均EC50最小，为（0.326±0.217）μg/mL，整体敏感性最高，与山东菌株间存在显著差异，与河南菌株无显著差异;河北菌株对咯菌腈的敏感性差异最大，敏感性最低菌株EC50是最高菌株的11.82倍，河南菌株平均EC50最小，为（0.137±0.062）μg/mL，但三省份菌株间平均EC50无显著差异。

3 结论与讨论

近年来由于气候变化、秸秆还田、跨区域机械化操作、现有栽培品种抗病性差等原因，小麦茎基腐病在我国的危害面积迅速增加，自2016年开始在黄淮麦区大面积暴发后，已经成为当地最为严重的小麦病害之一。合理使用药剂防治手段，减轻小麦茎基腐病的危害已经成为保证黄淮麦区小麦产量的重要措施［15］。

氰烯菌酯是我国自主研发的一种高效杀菌剂，从2006年起一直广泛应用于小麦赤霉病的防治，且和咪鲜胺、嘧菌酯、多菌灵等常用杀菌剂无交互抗性［16］。本试验中，氰烯菌酯对假禾谷镰刀菌的EC50在0.088～0.929 μg/mL之间，敏感基线为（0.471±0.181） μg/mL，假禾谷镰刀菌对氰烯菌酯敏感性较强。虽然暂无关于假禾谷镰刀菌对氰烯菌酯的敏感性相关报道，但李恒奎等［16］于2006年报道了氰烯菌酯对51株禾谷镰刀菌的EC50均值为（0.153±0.05） μg/mL;张穗等［17］于2018年测定了32株分离自上海的禾谷镰刀菌对氰烯菌酯的敏感性，EC50在0.098～0.504 μg/mL之间，EC50均值为（0.258 9±0.051 1） μg/mL，禾谷镰刀菌与假禾谷镰刀菌的EC50差异不大，可以为田间药剂的使用提供依据。本试验采用了来自3个省份的108株菌株，地区跨度大，菌株数量较多，同时氰烯菌酯还并未在黄淮麦区使用过，所以本试验建立的敏感基线能够真实有效地反映假禾谷镰刀菌群体对于氰烯菌酯的敏感性现状。

戊唑醇是一种麦角甾醇脱甲基抑制剂DMIs类杀菌剂，广泛应用于防治多种真菌病害，其杀菌谱广，不仅活性高，而且持效期长。王丽等［18］在2018年报道，戊唑醇对6株假禾谷镰孢菌表现出较强的抑制作用，EC50为0.322～2.441 μg/mL，均值为1.328 μg/mL。周锋等［19］在2021年报道，通过室内毒力试验，得出戊唑醇对采自河南省的1株假禾谷镰孢菌的EC50为0.04 μg/mL。窦君霞等［20］在2020年报道，戊唑醇对采集于山东省的1株假禾谷镰刀菌的EC50为0.906 μg/mL。以往报道所用菌株数量较少，无法很好地反映田间假禾谷镰刀菌群体对戊唑醇的敏感性范围，本试验测得戊唑醇对108株假禾谷镰刀菌的EC50范围为0.015～0.961 μg/mL，EC50均值为（0.384±0.219） μg/mL，能够反映田间假禾谷镰刀菌群体的真实敏感性水平。本试验的菌株对戊唑醇的敏感性不符合正态分布，可能是因为戊唑醇已经作为有效防治小麦赤霉病的杀菌剂和防治土传性病害的种衣剂成分应用多年，田间菌株的敏感性降低，群体中存在一部分低敏感性的亚群体。

咯菌腈为苯基吡咯类杀菌剂，因其作用机理独特，与现有杀菌剂无交互抗性，是一类很有发展前景的杀菌剂。王丽等［18］于2018年的报道指出，咯菌腈对6株假禾谷鐮刀菌表现出较强的抑制作用，EC50为0.027～0.074 μg/mL，均值为0.056 μg/mL。周锋等［19］2021年报道咯菌腈对1株假禾谷镰刀菌的EC50为0.03 μg/mL。Chen等［21］2021年报道咯菌腈对采自河南省的105株假禾谷镰刀菌EC50范围为 0.002 7～0.047 μg/mL，菌株敏感基线为 （0.026 3±0.010 1） μg/mL，不同地区间假禾谷镰刀菌敏感性差异和菌株地理来源无显著相关性。李聪聪［22］在2021年对采自河北的6株假禾谷镰刀菌进行了咯菌腈室内毒力测定，结果表明咯菌腈对假禾谷镰刀菌的EC50范围为0.398 3～1.503 μg/mL，菌株间差异较大。本试验研究结果表明，咯菌腈对假禾谷镰刀菌的EC50在0.029～0.354 μg/mL之间，EC50均值为（0.153±0.075） μg/mL，与Chen等［21］研究结果存在差异，后者测得咯菌腈对假禾谷镰刀菌的最低抑制浓度（MIC）为0.24 μg/mL，低于本试验的EC50上限。这很可能是菌株不同或药剂原因造成的，还需要进一步的试验来验证。同时由于咯菌腈也作为防治土传病害的种衣剂成分应用多年，田间菌株敏感性降低，所用菌株中存在低敏感性的亚群体，菌株整体敏感性不符合正态分布。

不同省份的假禾谷镰刀菌菌株对杀菌剂存在着一定的敏感性差异，可能是由于不同地区菌株间的固有差异和群体多样性引起的，但目前对于3种药剂都保持着很高的敏感性，这说明3种药剂有着很好的应用前景。且根据报道，这3种杀菌剂和常见杀菌剂如多菌灵都没有交互抗性［23］，可以复配使用，同时合理轮换使用能够在保证防效的前提下大大降低抗性积累风险。秸秆还田等耕作措施的大面积推广，会导致土壤里积累大量的作物病残体，有利于镰刀菌的寄生和越冬，导致镰刀菌的初始菌源量逐年累积，发病风险大大增加。只有以科学的化学防治为基础，辅以深耕、合理轮作、培育抗病品种等多种防治措施，才能更好地治理小麦茎基腐病，保证粮食生产安全［2425］。本试验结果为3种药剂在小麦茎基腐病上的防治应用提供了理论基础，为病原菌对药剂的敏感性、抗药性监测提供了重要信息。

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（责任编辑：田 喆）