病原真菌长期在单一药剂选择作用下,通过遗传、变异,对此杀菌剂获得的适应性。
简史
自1882年波尔多液被用于防治葡萄霜霉病以来,铜制剂防治植物病害已有一个多世纪的历史,二硫代氨基甲酸盐类杀菌剂也应用了数十年,迄今病原真菌对这些杀菌剂均未产生严重的抗药性,直到60年代中期和70年代初,才相继发现有的病原真菌对某些传统杀菌剂诸如五氯硝基苯、联苯、六氯苯、多果定(dodine)、敌菌灵(anilazine)等产生抗药性。但是这些抗药性都是在长期使用后出现的,例如多果定在美国纽约州防治苹果黑星病,是在使用10年后即1969年才发现防治效果降低。而且在农业生产中并未构成实质性威胁。
在选择性比较强的内吸性杀菌剂广泛应用以后,抗药性问题逐渐被突出出来。在使用苯菌灵防治黄瓜白粉病时,一年之内病原真菌就对此药产生了抗药性。苯菌灵防治由灰葡萄孢(及引起的仙客来心腐病十分有效,但短期应用后效果显著下降,1000毫克/升的苯菌灵亦不能完全抑制被分离出来的抗药性菌的生长。而野生型病原真菌在含0.5毫克/升苯菌灵的培养基上就全部被抑制。其抗药性产生之快和抗药性水平之高,均是传统杀菌剂所没有的。到目前为止,病原菌产生抗药性的主要内吸杀菌剂有苯菌灵、多菌灵、噻菌灵、甲基硫菌灵、氧化萎锈灵、甲霜灵、多抗霉素、春雷霉素、甲菌定(dimethirimol)、乙菌定(ethirimol)等。其中对苯菌灵产生抗药性的病害达20种之多。
抗药性机制
病原真菌的抗药性是病原真菌力图躲避、抵制和消除杀菌剂对其作用而获得的适应性代谢变化。这种变化归纳起来有:①病原真菌细胞产生某种变化。如降低原生质膜的透性,使杀菌剂不能达到作用点,例如灭瘟素和多抗霉素的作用机制是通过抑制几丁质合成酶而干扰几丁质的合成。在抗性菌株提取液中的这两种药剂,仍能抑制几丁质的合成,因此其抗药性可能是原生质膜透性降低,药剂达不到作用点所致;②病原真菌增强了对杀菌剂的解毒能力,使杀菌剂降低或丧失活性。对五氯硝基苯产生抗药性的镰刀菌,能把五氯硝基苯转化成低活性的五氯苯胺和五氯甲硫基甲烷即是一例;③病原菌通过代谢变化,阻止了杀菌剂在体内的活化作用。定菌磷(Pyrazoptaos)的杀菌作用是通过病原菌将其转化成杀死病原真菌的2-羟基-5-甲基-乙氧羰-吡唑并(1,5-a)嘧啶,而抗性菌则通过代谢的改变,降低了这种转换作用的能力;④杀菌剂虽然能到达作用点,但降低了作用点对杀菌剂的亲和力。苯菌灵、多菌灵、甲基硫菌灵和放线菌酮的抗药机制均属这一类。其作用点上的微小变化,均能降低对杀菌剂的亲和力,而产生抗药性;⑤迂绕作用。病原真菌通过改变代谢,从旁路绕过杀菌剂阻碍的代谢反应,使其不能发挥杀菌作用。⑥补偿作用。某些杀菌剂以特异性酶作为主要作用点时,病原真菌通过增加酶的数量,以弥补因药剂作用的损失,使整体代谢正常。
抗药性形成及对策
抗药性的产生与药剂本身的作用机制以及使用具体情况有关。传统杀菌剂大部分属于多作用点的抑制剂,病原真菌难以全面获得适应性,不易产生抗药性,而内吸杀菌剂多数作用点比较单一,抗药性容易生成。抗药性的产生尤其受杀菌剂使用的影响,频繁使用高剂量的同一药剂,可造成连续的高选择压会促进抗药性群体的形成。此外,病原真菌对一种杀菌剂产生抗药性,还会导致对多种作用机制相同但未曾使用过的杀菌剂产生交互抗性。相反,有时也可产生负交互抗性。多菌灵、苯菌灵、甲基硫菌灵因其*终都是通过形成多菌灵对病原真菌起作用,所以它们之间易出现交互抗性。值得提出的是,麦角甾醇生物合成抑制剂类杀菌剂至今尚未因抗药性的产生而降低药效。其不易产生抗药性的原因可能是此类杀菌剂大多是手性化合物。包含光学异构体,对这些异构体病原真菌不易同时出现抗药性。
解决病原真菌对杀菌剂产生抗药性的主要方法有:①不断地创造结构新颖、作用机制不同的杀菌剂,通过杀菌剂的不断更新解决已产生抗药性病菌的防治;②避免长期连续使用单一品种的杀菌剂,更不能频繁使用高剂量的同一药剂。采用作用机制不同的杀菌剂交替使用,是控制抗药性的有效方法之一;③作用机制不同的杀菌剂或作用点单一与多作用点的杀菌剂混用,能延缓抗药性的生成。