中国植物源农药的进展

KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU第七章农业有害生物抗药性及综合治理KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU大量有害生物产生抗药性：昆虫及螨：500多种植物病原菌：150多种杂草：185种生物型抗药性是有害生物防治中所面临的一场严峻挑战！KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU第一节害虫的抗药性第一节害虫的抗药性KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU一、害虫抗药性的概念（一）害虫抗药性发展概况1908年首次发现五十年代后期，直线上升至1946年，仅发现11种1989年抗性害虫已达504种KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU几乎对所有化学农药都会产生抗药性；害虫抗药性是全球性现象，抗性形成有区域性，呈镶嵌式分布，逐趋一致；对新药剂的抗性有加快的趋势；双翅目、鳞翅目昆虫产生抗药性虫种数最多（一）害虫抗药性发展概况KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU（二）害虫抗药性的概念昆虫具有忍受杀死正常种群大多数个体的药量的能力在其种群中发展起来的现象。地区性，即抗性的形成与该地的用药历史、药剂的选择压力等有关；遗传性：抗性是基因控制的，杀虫剂起了选择压力的作用。特点KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU昆虫抗药性与昆虫耐药性和选择性区别耐药性：是指一种昆虫在不同发育阶段、不同生理状态及所处环境条件的变化对药剂产生不同的耐药力选择性：是指不同昆虫对药剂敏感性的差异。KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU抗性倍数或抗性个体百分率愈大，其抗性程度也就愈高。在5倍（卫生害虫在5-10倍）以上抗药性程度：一般通过比较抗性品系和敏感品系的致死中量（或致死中浓度）的倍数来确定，也可以用区分剂量（即敏感品系的LD99值）方法来测定昆虫种群中抗性个体百分率。在10%-20%以上KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU对药A产生抗性交互抗性：对药A1也产生抗性（A,A1机理相同）负交互抗性：对另一种未用过的药剂变得更为敏感多抗性：对其他几种或几类药剂都产生抗性KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU（一）害虫抗药性的形成学说选择学说诱导学说基因重复学说二、害虫抗药性的形成与机理KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU影响抗性发展的因子（1）遗传学因子：抗性等位基因（2）生物学因子：每代繁殖子、数、生殖、习性；（3）操作因子：化学方面：农药的性质、剂型、持效期应用方面：用量、使用次数KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU（二）昆虫抗药性机理1、代谢作用的增强：酶系代谢活性密切相关2、靶标部位对杀虫剂敏感性降低：质和量的改变均可导致抗药性3、穿透速率的降低：几丁质加厚或骨化程度较高4、行为抗性：昆虫行为习性改变KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU三、害虫抗药性遗传害虫对杀虫剂的抗药性，从遗传的角度来说，是生物进化的适应性。害虫抗性由基因控制，抗性基因的特性，又影响抗性群体的选择速度。抗性基因频率的阈限（thresholdofRgenefrequency）是制定抗性治理对策及方案的重要依据。KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU四、害虫抗药性治理津巴布韦杀螨剂轮用治理方案二苯基化合物类（三氯杀螨砜等）甲脒或氨基甲酸酯类（双甲脒等）有机磷类（久效磷、三唑磷等）2年后2年后2年后KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU（一）害虫抗药性治理的基本原则和策略1、基本原则（1）尽可能将目标害虫种群的抗性基因频率控制在最低水平（2）注重选择没有交互抗性的药剂进行交替轮换使用和混用。（3）选择最佳施药时间和方法，严格控制施药次数。（4）实行综合防治（5）尽可能减少对非目标生物的影响KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU2、害虫抗药性治理的策略（1）适度治理限制用药次数、用药时间及用药量局部用药选择持效期短的药剂等（2）饱和治理当抗性基因为隐性时，通过选择足以杀死抗性杂合子的高剂量进行使用，并有敏感种群迁入起稀释作用使种群中抗性基因频率保持在低的水平，以降低抗性的发展速率。（3）多种攻击治理以达到延缓抗性的目的。KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU（二）抗性监测在抗性治理中的作用1、设计抗性治理方案的依据2、评估抗性治理的实际效果监测抗性变化评估治理方案和效果为抗性治理方案的修订补充提供依据监测害虫发生情况预测抗性水平及分布争得时间上的主动KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU（三）抗性治理的基础研究抗性监测抗性品系的选育交互抗性谱抗性机理抗性遗传生物学特性种群生态及种群遗传学等。KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU（四）害虫抗性治理中的化学防治技术1、农药交替转换使用：不同抗性机理的药剂间交替使用2、农药的限制使用：限制其使用时间和次数3、农药混用：避免产生交互抗性和多抗性4、增效剂的使用：凡是在一般浓度下单独使用时对昆虫并无毒性，但与杀虫剂混用时，则能增加杀虫剂的效果。KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU第二节植物病原物抗药性概念：是指本来对农药敏感的野生型植物病原物个体或群体，由于遗传变异而对药剂出现敏感性下降的现象。抗药性包含的函义病原物遗传物质发生变化，抗药性状可以稳定遗传抗药突变体对环境有一定的适合度，即与敏感野生群体具有生存竞争力KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU植物病原细菌容易产生抗药性:繁殖速度快数量大，容易发生变异少数线虫产生抗药性化学防治水平很低线虫繁殖速率一般较慢传播方式的局限性KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU对病原物特殊生化位点发生作用农药对病原物的毒理生化位点由单基因调节药剂化学防治完全失效表现抗药性存在抗药个体或基因抗性个体少，继续生长繁殖、侵染寄主提高抗药病原物在群体中的比例，药剂防治效果下降导致抗药性病害流行用户加大用药剂量和用药频率抗药性病害流行，药剂化学防治完全失效一、病原物抗药性发生原理KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU二、病原物抗药性发生机制（一）遗传机制（二）生化机制KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU（一）遗传机制单基因抗药性（主效基因抗药性）：病原物对某种农药的抗药性由一个主基因控制。目前大多数都属于单基因突变。寡基因抗药性：病原物细胞中可能存在几个主效基因决定某一种药剂的抗性，其中任何一个基因发生突变即可表达抗药性。聚基因抗药性：有少数抗药性是由微效基因的突变引起的，可产生。KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU病原物可以表现多重或多基因（multi-gene）抗药性。如灰葡萄孢霉（Botrytiscinerea）可以对苯并咪唑类、二甲酰亚胺类、苯胺基嘧啶类等不同类型的杀菌剂产生多重抗药性。KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU（二）生化机制补偿作用或改变代谢途径增加解毒或降低致死合成作用减少吸收或增加排泄降低亲和性在相应的作用靶点如β-微管蛋白、核糖体等发生构象改变，降低药剂与靶点的亲和性而表现抗药性。通过代谢变化，阻碍药剂到达作用靶点，或利用生物能量通过载体将细胞内的药剂排出体外，阻止药剂积累而表现抗药性。将有毒的农药转化成无毒化合物，或者在药剂到达作用位点之前就与细胞内其他生化成分结合而钝化。病原物可以改变某些生理代谢，使药剂的抑制作用得到补偿。KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU三、病原物抗药性监测病原物抗药性监测是指测定自然界病原物群体对使用药剂敏感性的变化。包括在各地定点连年系统测定和对有抗药性怀疑的地方临时采集标本测定。方法：最常用的是测定病原物生长量与药剂的效应关系。常见方法有菌落直径法，干重法测定。当病菌以孢子繁殖生长时，亦可采用浊度法测定细胞生长量与药剂的效应。KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU临界剂量或鉴别剂量：是检测和测量抗药性广度的常用方法。孢子萌发法：可测定药剂对不同菌株孢子萌发的抑制来鉴别抗药性，还应该考虑对芽管形态和菌体发育的作用。活体测定法：把病菌接种到经杀菌剂处理过的植株或部分组织上，评估药剂处理剂量与发病程度间的效应关系的方法。不仅是测定专性寄生菌抗药性的唯一方法，也是验证病菌在培养基上对药剂敏感性差异是否与在寄主上的反应差异一致必不可少的方法。KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU生化测定法：测定不同杀菌剂浓度对这些过程影响程度的差异来比较不同菌株的敏感性。病原物对农药的敏感性还常随着个体的遗传差异、培养基组分、温度、pH值等条件和方法的不一致而改变。因此，必须有合适的对照。KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU在测定某种病原物各个个体对农药不同浓度的效应后，如何进一步鉴别和评估它们的抗药性?常用的标准有3种：测定产生相同效应的浓度，如平均EC50之比来评估某一地区病原群体的抗药性水平。测定最低抑制浓度，缺点是抗药性水平很高的菌株不能采用这种分析标准。用同一浓度测定各个体对药剂的反应；缺点是常常会过高地评估抗药性水平或抗药程度KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU四、影响病原物抗药群体形成的因素病害循环病原群体中潜在的抗药性基因农业栽培措施和气候条件抗药性遗传特征药剂作用机制适合度KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU1.病原群体中潜在的抗药性基因长期使用同种或作用机理相同的一类高效杀菌剂，会使病原群体中比较敏感的部分被抑制或杀死而淘汰，而抗药性的部分则能生存和繁殖，危害寄主植物。随着药效下降，选择压力增加，加速抗药性病原群体的形成，由量变至质变，最终导致药剂防治彻底失败。2.抗药性遗传特征质量遗传性状的抗药性是单个或几个主基因控制的，病原群体对药剂的敏感性表现为不连续分布。数量遗传性状的抗药性是由许多基因控制的，病原群体对药剂敏感性表现为连续分布。KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU3.药剂作用机制作用靶点单一的农药，极易表现抗药性。传统的保护性杀菌剂作用位点较多，产生既可遗传又可生存的抗药性突变体，但是抗药群体形成慢，抗药水平低。4.适合度抗药性病原物的适合度高低对抗药病原群体的形成具有重要影响。当抗药病原物适合度较低时，不易形成抗药群体。人们可以根据适合度改变的特点，判定合理的用药策略，延缓或阻止抗药群体的形成。适合度高低与病原物所存在的抗药基因突变数目及其多效性有关。KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU5.病害循环植物地上部位发生病害，病部常能产生大量的分生孢子，通过