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研究进展

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小麦赤霉病抗药性研究

  发布时间:2015-10-02  浏览次数:1608
   

小麦赤霉病是中国小麦生产上最重要的病害之一,该病害不仅造成小麦严重减产,而且病菌产生的真菌毒素(主要是DON毒素)污染小麦,对人畜有严重的急性和慢性毒性,威胁粮食安全和食品安全。由于缺乏免疫和高水平抗病品种,在小麦抽穗扬花期喷施杀菌剂是国内外控制赤霉病的重要措施。我国自20世纪70年代中期以来,主要依赖多菌灵、硫菌灵等苯并咪唑类杀菌剂进行防治。针对苯并咪唑类杀菌剂抗性的高风险,南京农业大学植物药理学与病害防控实验室1985年开始系统监测了小麦赤霉病菌对多菌灵的抗药性,在国际上首次报道了小麦赤霉病菌对苯并咪唑类杀菌剂产生了抗药性,并提出病害严重度和杀菌剂选择压力是加速抗药性病原群体形成的关键因子。利用细胞学、遗传学、分子生物学和生物化学等研究手段,发现并证明了多菌灵对小麦赤霉病菌新的分子靶标β2-微管蛋白,及该基因第17167198200位密码子变异形成多种抗药性基因型,首次研发出不同抗药性基因型的系列快速诊断和高通量分子检测技术,实现了小麦赤霉病菌抗药性早期预警。与企业合作先后研发并产业化应用多福酮、戊福、氰烯菌酯等治理抗药性的新型杀菌剂。

抗药性赤霉病菌群体发展态势监测

1992年首次在田间发现抗多菌灵的小麦赤霉病菌。连续26年抗药性监测,发现我国局部地区赤霉病严重发生是抗药性造成的多菌灵防治失败。

抗药性基因分子检测

发明了检测b2-微管蛋白基因点突变的抗药性快速诊断技术PIRA-PCRTetra-primer ARMS PCRReal time PCR with Cycling Probe。诊断时间由4-5天缩短到4小时,准确率100%

小麦赤霉病菌特殊的抗药性新机制

1、通过基因克隆和荧光标记,发现并命名了参与纺锤体形成的赤霉病菌抗药性基因——b2-微管蛋白基因,并通过基因敲除/回复和置换得到表型验证。

2、发现b2-微管蛋白基因的多菌灵结合域可在167198200位密码子发生点突变,产生多种表型的抗药性基因型,其中以167位点突变为常见,表现中等水平抗性;并通过对抗药性基因单碱基定点突变,和无标记两步交换新技术,验证了不同碱基变异引起的抗药性表型变化。

3、突破了真菌微管蛋白的体外表达、纯化、复性和装配及其与药剂亲和力检测的技术瓶颈,发现多菌灵强烈抑制敏感菌株的微管蛋白装配,但不能抑制发生抗药性变异的微管蛋白装配。

小麦赤霉病抗药性治理技术及推广应用

针对抗药性群体发展不同阶段的抗药性治理,分别研发出38%多福酮、 30%戊福和 25%氰烯菌酯,实现产业化应用。

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