裴庆慧, 田平芳, 葛喜珍*
(1. 北京联合大学生物化学工程学院,北京 100023;2.北京化工大学生命科学与技术学院,北京 100029)
桃褐腐病防治及抗药性研究新进展
裴庆慧1, 田平芳2, 葛喜珍1*
(1. 北京联合大学生物化学工程学院,北京 100023;2.北京化工大学生命科学与技术学院,北京 100029)
介绍了用于防治桃褐腐病菌的化学防治、物理防治、微生物防治及植物源农药防治等方法的研究进展,其中重点阐述了化学农药β-微管蛋白抑制剂(BZIs)、甾醇脱甲基酶抑制剂(DMIs)、二甲酰亚胺类杀菌剂(DCFs)、苯醌外部抑制剂(QoIs)和琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHIs)的抗菌机制及桃褐腐病菌的抗药性机理,最后展望了今后的研究方向。
桃褐腐病菌;抗菌机制;抗药性;防治
桃褐腐病菌[Moniliniafructicola(Winter.) Honey.]在自然界广泛分布。侵染李属植物的桃褐腐病菌主要有3种:Moniliniafructigena(Aderhold & Ruhland) Honey、Moniliniafructicola(G. Winter) Honey和Monilinialaxa(Aderhold & Ruhland) Honey,在我国广泛流行的桃褐腐菌有M.fructicola、M.mumecola和M.yunnanensissp. nov[1]。桃褐腐病菌主要危害桃树的花、叶、枝及果实,果实受害最重,果实成熟前后、储藏期均可发病。笔者综述了用于防治桃褐腐病菌的化学杀菌剂、生物防治、物理防治及植物源农药防治等方法,以期为桃褐腐菌的防治提供新思路。
防治桃褐腐病的常用化学杀菌剂主要包括BZIs、DMIs、QoIs、DCFs和SDHIs,使用化学杀菌剂虽然降低了桃褐腐病的发生,但由于作用靶点单一,桃褐腐病菌易产生抗药性,降低防效。
1.1 BZIs
1.1.1BZIs杀菌机制。β-微管蛋白抑制剂主要是苯并咪唑(BZIs)类杀菌剂,其母体结构中均有1个苯并咪唑的活性基团,属于内吸性杀菌剂,有多菌灵、噻唑灵、麦穗宁等[2]。由于甲基托布津在生物体中主要代谢为多菌灵,故将其归入该类化合物。该类杀菌剂抗菌谱广,应用广泛,主要作用于病原菌的β-微管蛋白,使微管形成受阻,破坏纺锤丝的形成,干扰细胞分裂,起到杀菌作用[3]。
1.1.2BZIs杀菌剂抗药性新进展。BZIs杀菌剂的长期应用使多种植物病原菌对其产生了抗性。早在1978年就报道了桃褐腐病菌对苯并咪唑类的苯菌灵产生抗药性[4]。分子水平研究表明,植物病原真菌对BZIs杀菌剂产生抗性大都与β-微管蛋白基因的点突变有关,即桃褐腐病菌的β-微管蛋白基因密码子第6位CAT→TAT(组氨酸突变成酪氨酸,H6Y)、第198位GCA→GAA(谷氨酸突变成丙氨酸,E198A),导致β-微管蛋白的构象发生变化,此外还发现该突变型的表现与温度有关,高抗性菌株在31 ℃时对苯菌灵不产生高抗性,低抗性菌株在低于15 ℃时不表现抗性,高抗性菌株适应环境的能力差,不易存活[5]。
Fan等对我国南方分离出的高抗性和低抗性菌株β-微管蛋白基因进行测序,发现其与美国加州抗性菌株有相同的点突变[6]。而采集自马里兰和宾夕法尼亚州的桃褐腐病菌BZIs抗性菌株并未发生之前报道的E198A突变,而是E198Q或者F200Y[7],提示病原菌的来源与产生抗性机制的相关性。Fan等发明的实时定量PCR检测技术可快速、定量检测出导致桃褐腐病菌产生抗药性的H6Y、E198A突变[8],在BZIs抗性菌株发生及其频率检测方面具有广阔的应用前景。
1.2 DMIs
1.2.1DMIs杀菌机制。DMIs于20世纪70年代首次用于病害防治,具有内吸性。其代表性杀菌剂有腈苯唑、戊唑醇、丙环唑、苯醚甲环唑等。其作用机制是其杂环上的氮原子与病原真菌羊毛甾醇C-14α-脱甲基酶(Cyp51)的血红素-铁活性中心结合,抑制C-14α-脱甲基酶的活性,阻碍病原菌麦角甾醇的合成,从而导致细胞死亡[9]。腈苯唑是目前唯一在国内登记的用于防治桃褐腐病的杀菌剂。
1.2.2DMIs杀菌剂抗药性新进展。病原真菌对DMIs产生抗性的可能机制主要有3种:靶标基因MfCYP51的过表达和点突变、编码ABC 运输蛋白和MFS运输蛋白基因的过量表达[10]。研究表明,在MfCYP51基因的上游调控区存在一个插入片段(Mona),由于Mona的存在导致下游MfCYP51基因的过表达,从而使病原菌对DMIs杀菌剂产生抗性[7,11-12]。Chen等采集北京地区不同果园的100株桃褐腐病菌,对其中表现DMIs抗性的菌株进行基因分析,发现编码DMIs杀菌剂靶标蛋白的基因发生突变(Y136F),但这一突变反而不利于菌株生长,因此在世界范围内,该突变位点不是DMIs杀菌剂抗性菌株的抗性决定因子[13]。Holb等研究发现,DMIs杀菌剂中加入硫元素可增强其抑菌效果,二者有小幅协同效应,可增加抗性菌株对DMIs杀菌剂的敏感性[14]。
1.3 DCFs
1.3.1DCFs杀菌机制。DCFs因杀菌谱广、防效显著,被广泛用于多种真菌病害的防治。其代表性杀菌剂有腐霉利、异菌脲、乙稀菌核利、速克灵和扑海因等,上述杀菌剂化学结构式都存在1个3,5-二氯苯基基团。DCFs类杀菌剂的作用机理较复杂,目前尚未彻底阐明,其中最经典的是有氧自由基介导的细胞毒假说[15],其作用机制也有可能与渗透压感受器双组分组氨酸激酶(HK)相关。
1.3.2DCFs杀菌剂抗药性新进展。早在20世纪80年代新西兰果园中就出现了对DCFs具有抗性的M.fructicola菌株[16],但其抗性机制尚不十分明确。桃褐腐病菌抗异菌脲的突变体由双组分组氨酸激酶的单点突变造成[17]。此外,调控胞内甘油合成的丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)途径中Sln1和 Hog1元件及它们的同源基因也与抗药性相关[18]。HK基因[19]、BcOs4基因[20]、Botrytiscinerea的Daf2基因[21]、依赖cAMP 的丝氨酸蛋白激酶(Ser/Thr PK)途径相关的ubc1基因[22]等也与DCFs抗性有关。
1.4 QoIs
1.4.1QoIs杀菌机制。QoIs作为一大类内吸性杀菌剂,具有广谱抗菌和环保优势。其代表性药物有嘧菌酯、嘧菌胺等,它是一类作用于病原菌线粒体电子传递链上cyt-bc1 酶复合物Qo中心的一类药剂,主要包括甲氧丙烯酸酯类和噁唑烷酮类药剂。QoIs作用于病原菌线粒体细胞色素bc l复合体(复合体III)上的Qo位点,阻断电子从细胞色素b到cl间的传递,干扰病原菌中ATP的合成,进而起到杀菌作用[23]。
1.4.2QoIs杀菌剂抗药性新进展。对QoIs类杀菌剂产生抗药性是由于细胞色素b基因(Cytb)发生突变(主要为143位的甘氨酸突变为丙氨酸,G143A)。Hily等对M.fructicola、M.laxa和M.fructigena的细胞色素b基因进行分析,在所有受试菌株中未发现与QoIs抗性相关的典型点突变,M.fructicola和M.laxa的cytb基因有一组内含子直接跟在143位密码子后,但在M.fructigena上未发现,即M.fructicola和M.laxa很可能不会因为G143A而产生QoIs抗性,M.fructigena可能由于G143相关内含子的缺失而更可能产生QoIs抗性[24]。Luo等首次报道了M.fructicola的Cytb基因的全部序列,并研究发现除非M.fructicola缺失了1 166 bp内含子,否则很难发生G143A突变[25]。
一些病原真菌对QoIs类杀菌剂产生抗药性是因为激活了另一条包括MfAOX1基因编码的氧化酶在内的呼吸通路。Schnabel等分析了QoIs抗性桃褐腐病菌的交替氧化酶MfAOX1基因,发现用嘧菌酯诱导M.fructicola,并非所有的菌株都能表达MfAOX1基因,2.0 μg/ml嘧菌酯可充分诱导MfAOX1低组成型表达[26]。另有报道发现QoIs杀菌剂的抗性可能与运输体蛋白的过量表达有关[27]。
1.5 SDHIs
1.5.1SDHIs杀菌机制。SDHIs是新划分的一类作用机制和抗性机理相似的化合物。1960年开始使用萎锈宁,之后的SDHIs杀菌剂有氟酰胺和啶酰菌胺等,目前已成功开发的该类杀菌剂至少有15个品种,近年推出的主要产品如联苯吡菌胺、环苯吡菌胺、氟唑菌苯胺、双环氟唑菌胺、氟吡菌酰胺、氟唑菌酰胺和吡噻菌胺等新品种,杀菌谱很广。
SDHIs类杀菌剂与QoIs类药剂类似,也是呼吸类抑制剂,其作用靶点为病原菌线粒体呼吸电子传递链上的蛋白复合体II[28],主要是抑制病原菌琥珀酸脱氢酶(SDH)或琥珀酸-泛醌还原酶(SQR)的活性,特异地中断电子在铁硫簇[3Fe-4S]到泛醌之间的传递[29]。其药效强且作用持久。
1.5.2SDHIs杀菌剂抗药性新进展。病原菌对SDHIs杀菌剂产生抗性早有报道[30],其抗性机制多是构成线粒体复合物II各亚基的SDHA、SDHB、SDHC和SDHD核酸序列发生了突变[31]。
关于桃褐腐病菌对SDHIs杀菌剂抗性机制的报道较少。2008年从美国加州南部和芝加哥分离的桃褐腐病菌对SDHIs杀菌剂的敏感性明显降低[32]。Chen等研究了对SDHIs杀菌剂不同敏感程度的桃褐腐病菌株,克隆并分析了构成线粒体复合物II各亚基的SDHA、SDHB、SDHC和SDHD核酸序列,发现尽管各菌株之间的基因序列存在差异,但未发现与抗性相关的单一变化。分析不同年份果园中的菌株,发现包括啶酰菌胺抗性菌株在内,均对啶酰菌胺有一个敏感范围(EC50=0.03~3.46 μg/ml)[33]。
2.1 杆菌属防治Zhou等从44株菌筛选具生物抑菌活性的菌株,与对照组相比,杆菌属C06菌株(Bacillussp. C06)菌液对桃褐病病菌的抑菌率为90%,表明该C06菌株作为拮抗菌防治桃褐腐菌具有很大潜力[34];Pimenta等通过基于DNA的抑制性消减杂交方法,利用MALDI-TOF-MS分析,证明解淀粉芽孢杆菌C06(B.amyloliquefaciensC06)中抑菌成分是由bmyC和fenD编码的bacillomycin D和fengycin 2种脂肽,该2种脂肽联合发挥杀菌作用[35]。
2.2 酵母及酵母类似物防治酵母和酵母类似物环境友好、成本低。安格斯毕赤酵母(Pichiaangusta)对桃褐腐病菌表现显著的抑制效果,而亮氨酸营养缺陷型突变毕赤酵母则无该活性,在苹果褐腐病伤口上添加0.6~1.2 g/L亮氨酸,突变毕赤酵母的生物防治活性完全复原[36];食品添加剂钼酸铵(NH4-Mo)、碳酸氢钠(NaBi)与膜醭毕赤酵母(Pichiamembranefaciens)或罗伦隐球酵母(Cryptococcuslaurentii)联合使用可提高拮抗酵母的抑菌效果,推测是添加剂影响拮抗酵母的生长[37];发酵毕赤酵母(Pichiafermentans)在苹果表面形成很薄的生物被膜,起到良好的防治作用,但其作用到桃上不仅无抑菌作用反而会加速桃的腐烂,推测与发酵毕赤酵母不能在桃果实上过渡到假菌丝生长期有关。该现象不仅说明假菌丝的生长在毕赤酵母抑菌作用中的重要性,同时也说明评价新的生物防治剂的安全性是很必要的[38]。Mari等从“redhaven”桃中分离出的L1和L8 2种出芽短梗霉(Aureobasidiumpulluans),分别使用1×107和1×108cfu/ml就能明显抑制链核盘菌属(M.laxa、M.fructicola和M.fructigena)[39]。用短梗霉菌株PL5处理接种了M.laxa病菌的桃果实,病斑直径明显减小[40]。
2.3 其他微生物防治Pimenta等从李树上分离出内生真菌,其中4株菌可产生乙酸乙酯、3-甲基-1-丁醇、乙酸、2-丙炔-1-醇、2-丙烯腈等抑制桃褐腐病菌物质,这些真菌产生的挥发物可抑制菌丝生长,使菌丝内溶、解体,是一种良好的生物抑菌剂[41]。Larena等发现采前将黑附球菌(Epicoccumnigrum)的孢子液喷洒到桃树花朵及果实上,桃褐腐病菌的发病率可降低50%[42]。微生物防治桃褐腐病的研究起步较晚,主要涉及杆菌属和酵母及酵母类似物,其作用机制和耐药性有待进一步研究。
3.1 气体防治Tian等发现,在0 ℃条件下桃褐腐病菌对高浓度CO2非常敏感,在0 ℃、CO2浓度为10%~30%时能完全抑制病菌生长,且未发现高浓度CO2对在相同条件下的甜樱桃造成任何质量和风味损失[43]。Qadir等用N2O作抑菌剂,抑制多种采后真菌,在20 ℃、20 kPa 氧气存在的静态系统中,N2O的压力自10 kPa 变化到80 kPa可将桃褐腐病菌完全抑制,桃褐腐病菌对N2O表现高敏感性。他们认为N2O与CO2的抑制作用相同,均竞争性抑制C2H4作用,或抑制甲硫氨酸的生物合成[44]。另有研究表明,低浓度NO气体也可有效抑制桃褐腐病菌的生长[45]。
3.2 蒸气或热处理等醋蒸气作为一种液体杀菌剂可用于防治真菌分生孢子引起的果实病害。1.0 ml 红酒醋(6.0%醋酸)可有效减轻桃褐腐病菌引起的杏(Prunusarmeniaca)腐烂[46]。Liu等发现利用40 ℃热水处理果实5和10 min,可有效抑制桃褐腐病的发生,热处理不仅直接抑制桃褐腐病菌的生长,而且使桃内几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、苯丙氨酸解氨酶的活性有所上升,有利于减少桃果实腐烂,且该热处理方法未损害果实质量[47]。Al-Haq等研究发现氧化电解水可作为表面杀菌剂,有效延缓桃褐腐病的发展[48]。
3.3 其他物理防治措施花期、接种浓度、温度、湿度都会明显影响桃褐腐病菌引起的花枯病[49]。果实发育阶段、接种浓度、相对湿度大于90%的总时间、露期总时间等因素影响到隐性感染的发病率和果实的腐烂情况[50]。时机不当的疏果、旺季灌溉会引起空气中真菌孢子浓度的增加,感染果实[51],通过控制上述环境条件可控制桃褐腐病。
随着植物杀菌成分的商品化,植物源杀菌剂近几年迅速发展。早在1989年就有报道1 389种植物有可能作为杀菌剂,植物中的抗毒素、类黄酮、与病程相关的蛋白质、生物碱、有机酸和酚类化合物等均具有杀菌或抗菌活性[52]。
4.1 小檗碱抑菌
4.1.1小檗碱抑菌研究现状。笔者所在研究团队发现黄连(Rhizomacoptidis)提取物对桃褐腐病菌有很强的抑菌效果,进一步研究发现其有效成分为小檗碱,其有效中浓度(EC50)和最小抑菌浓度 (MIC) 分别为4.5和46.9 μg/ml,在浓度高达400.0 μg/ml时,未观察到小檗碱对桃果实产生细胞毒性。小檗碱不仅能抑制孢子萌发和菌丝生长,还能抑制角质酶的活性[53]。桃褐腐病菌可利用自身分泌的角质酶分解果实表皮中的角质类物质,侵染桃果实,造成严重腐烂[54]。小檗碱和多菌灵复配具增效作用,即在小檗碱中加入微量多菌灵就能增强其抑菌效果[55]。采用乳化-化学交联法制备的负载小檗碱的壳聚糖微球对病原真菌的抑制作用较好,持续 30 d的药物释放试验表明,小檗碱可从微球中缓慢释放[56]。壳聚糖因具良好的成膜性、生物降解性、生物相容性、无毒性和抗菌性能而成为最具前景的载药材料,小檗碱-壳聚糖复合膜不仅保鲜抑菌效果好,且使用方便、环保、成本低,用该膜包装桃果实并保存于4 ℃下,可使桃果实保质期延长40 d,小檗碱-壳聚糖复合膜适用于防治桃存储期病害[57-58]。
4.1.2小檗碱抑菌机理。关于小檗碱抗微生物机制的研究较分散。有研究推断小檗碱可能通过影响细菌 DNA 的合成等发挥抗菌作用;小檗碱与四环素类的立体结构有很大的重合,推测其抗菌机制可能与四环素类药物相同,即通过抑制细菌核蛋白体 30 S亚基而影响蛋白质的合成;还有报道认为小檗碱与蛋白或膜蛋白的非特异性结合是其抗菌的主要原因[59]。Kim等研究发现小檗碱对G+菌的stortase酶的活性有很强的抑制作用,推断抑制 stortase 酶的活性可能是小檗碱的抗菌机理之一[60]。Wang等研究表明小檗碱能改变DNA分子的空间结构,并通过抑制启动子中TATA基因盒子与其特异蛋白TBP结合而抑制转录[61]。Islam等研究发现小檗碱可部分嵌入tRNA[62]。目前关于小檗碱抗桃褐腐菌的分子机制鲜有报道,应明确小檗碱作用于桃褐腐菌的靶点,并进行靶点修饰,提高药效。通过建立受小檗碱胁迫的差异cDNA文库和同位素追踪等方法,可望揭示小檗碱对桃褐腐病菌的作用靶点。研究表明小檗碱不易产生耐药性[59],这是否与其多作用靶点有关尚需深入研究。
4.2 其他植物源抑菌成分Feng等发现0.8、1.6和3.2 mg/ml黄柏 (CortexphellodendriChinensis)提取物(PBE)能分别完全抑制桃褐腐病菌分生孢子萌发、菌丝生长和产孢,PBE处理的桃树过氧化物酶、苯丙氨酸氨-裂合酶、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶等防御酶活性较高,PBE还可抑制储存中果肉褐变[63]。甜樱桃表面涂抹1 000.0 μg/ml百里香酚和香芹酚,褐腐病发病率分别降至24%和23%[64]。用1 mg/L麝香草酚蒸汽熏蒸可延缓M.fructicola菌丝生长,降低分生孢子萌发率,且发现熏蒸后的孢子变小、原生质体发生塌陷;体内试验也发现通过醋酸或麝香草酚熏蒸可大大降低褐腐病的发病率[65]。烟熏500~1 000 μl柠檬桃金娘精油就能使M.fructicola孢子萌发率降至2%,抑制菌丝的生长,降低果实表面发病率[66]。
Yang等研究发现,壳寡糖和硅能有效抑制桃褐腐病菌的孢子萌发和菌丝生长,其抑制效果与浓度成正比,且二者在苹果果实上联合使用表现出协同作用[67]。Qin等发现食品添加剂NH4-Mo和NaBi单独使用也可有效控制甜樱桃上的桃褐腐病,且效果与其浓度成正比[37]。
目前防治桃褐腐病最有效的方法依然是化学杀菌剂,其他防治方法可作为补充措施。大多数化学杀菌剂具单一且准确的作用靶点,虽然抑菌作用明显但又极易产生抗性。化学农药残留威胁人类健康。新型绿色植物源杀菌剂、生物、物理或者其他防治措施绿色、环保,在推广中还需进一步实践,同时需研究其抗菌机制和病菌抗药性。国内外学者采用植物源提取物防治桃褐腐病[52,55-56,64],但目前研究基本处于初期阶段,主要集中在实验室筛选、室内毒力测定、安全性评价等,而田间应用报道较少。笔者所在团队用小檗碱抑制褐腐菌,并进行室内毒力测定、复配、剂型、作用机理、抗性机制和大田试验,制备成小檗碱复方制剂[54-58]。与单纯的化学农药相比,该植物源复方残留低、抗菌效果好、成本低、环保、适于有机农产品生产。今后拟进一步研究桃褐腐病菌、小檗碱、活体(桃)三者之间防御应答反应和抗性机制,为桃褐腐病的田间防治提供合理的施药方案。
[1] HU M, COX K D, SCHNABEL G, et al. Monilinia species causing brown rot of peach in China[J]. PloS One, 2011, 6(9): 24990.
[2] LACEY E, GILL J. Biochemistry of benzimidazole resistance[J]. Acta Ttropica, 1994, 56(2): 245-262.
[3] DAVIDSE L. Benzimidazole fungicides: mechanism of action and biological impact[J]. Annu Rev Phytopathol, 1986, 24(1): 43-65.
[4] SZKOLNIK M, OGAWA J, MANJI B T, et al. Impact of benomyl treatments on populations of benomyl-tolerantMoniliniafructicola[J]. Phytopathol News, 1978, 12(10): 129.
[5] MA Z H, YOSHIMURA M A, MICHAILIDES T J. Identification and characterization of benzimidazole resistance inMoniliniafructicolafrom stone fruit orchards in California[J]. Appl Environ Microb, 2003, 69(12): 7145-7152.
[6] FAN J Y, FANG Y L, GUO L Y. Sensitivity ofMoniliniafructicolaisolates to thiophanate-methyl and boscalid[J]. Acta Phytophylacica Sinica, 2009, 36(3): 251-256.
[7] CHEN F, LIU X, SCHNABEL G. Field strains ofMoniliniafructicolaresistant to both MBC and DMI fungicides isolated from stone fruit orchards in the eastern united states[J]. Plant Dis, 2013, 97(8): 1063-1068.
[8] FAN J Y, LUO Y, MICHAILIDES T, et al. Simultaneous quantification of alleles E198A and H6Y in the β-tubulin gene conferring benzimidazole resistance inMoniliniafructicolausing a duplex real-time (TaqMan) PCR[J]. Pest Manag Sci, 2014, 70(2): 245-251.
[9] SIEGEL M R. Sterol-inhibiting fungicides: effects on sterol biosynthesis and sites of action[J]. Plant Disease,1981,65:986-989.
[10] 詹家绥, 吴娥娇, 刘西莉, 等. 植物病原真菌对几类重要单位点杀菌剂的抗药性分子机制[J]. 中国农业科学, 2014, 47(17): 3392-3404.
[11] LUO C X, COX K D, AMIRI A, et al. Occurrence and detection of the DMI resistance-associated genetic element‘Mona’inMoniliniafructicola[J]. Plant Dis, 2008, 92(7): 1099-1103.
[12] LUO C X, SCHNABEL G. The cytochrome P450 lanosterol 14α-demethylase gene is a demethylation inhibitor fungicide resistance determinant inMoniliniafructicolafield isolates from Georgia[J]. Appl Environ Microb, 2008, 74(2): 359-366.
[13] CHEN F P, FAN J R, ZHOU T, et al. Baseline sensitivity ofMoniliniafructicolafrom China to the DMI fungicide SYP-Z048 and analysis of DMI-resistant mutants[J]. Plant Dis, 2012, 96(3): 416-422.
[14] HOLB I, SCHNABEL G. The benefits of combining elemental sulfur with a DMI fungicide to controlMoniliniafructicolaisolates resistant to propiconazole[J]. Pest Manag Sci, 2008, 64(2): 156-164.
[15] 祝明亮, 严金平, 孙启玲, 等. 植物病原真菌对二甲酰亚胺类杀菌剂的抗性分子机制[J]. 生物技术, 2006, 15(5): 95-96.
[16] ELMER P, GAUNT R. A survey of fungicide insensitivity inMoniliniafructicola[C]//Proceedings of the thirty ninth New Zealand weed and pest control conference. New Zeal Weed Pest Control Soci, 1986: 166-169.
[17] MA Z H, LUO Y,MICHAILIDES T. Molecular characterization of the two-component histidine kinase gene fromMoniliniafructicola[J]. Pest Manag Sci, 2006, 62(10): 991-998.
[18] MAEDA T, WURGLER-MURPHY S, SAITO H. A two-component system that regulates an osmosensing MAP kinase cascade in yeast[J]. Nature 1994,369(6477):242-245.
[19] OSHIMA M, FUJIMURA M, BANNO S, et al. A point mutation in the two-component histidine kinaseBcOS-1 gene confers dicarboximide resistance in field isolates ofBotrytiscinerea[J]. Phytopathol, 2002, 92(1): 75-80.
[20] YANG Q Q, YAN L Y, GU Q, et al. The mitogen-activated protein kinase kinase kinase BcOs4 is required for vegetative differentiation and pathogenicity inBotrytiscinerea[J]. Appl Microbiol Biot, 2012, 96(2): 481-492.
[21] FARETRA F, POLLASTRO S. Isolation, characterization and genetic analysis of laboratory mutants ofBotryotiniafuckelianaresistant to the phenylpyrrole fungicide CGA 173506[J]. Mycol Res, 1993, 97(5): 620-624.
[22] RAMESH M, LAIDLAW R, DVRRENBERGER F, et al. The cAMP signal transduction pathway mediates resistance to dicarboximide and aromatic hydrocarbon fungicides inUstilagomaydis[J]. Fungal Genet Biol, 2001, 32(3): 183-193.
[23] BARTLETT D, CLOUGH J, GODWIN J, et al. The strobilurin fungicides[J]. Pest Manag Sci, 2002, 58(7): 649-662.
[24]HILY J, SINGER S, VILLANI S, et al. Characterization of the cytochrome b (cytb) gene fromMoniliniaspeciescausing brown rot of stone and pome fruit and its significance in the development of QoI resistance[J]. Pest Manag Sci, 2011,67(4):385-396.
[25] LUO C X, HU M J, JIN X, et al. An intron in the cytochrome b gene of Monilinia fructicola mitigates the risk of resistance development to QoI fungicides[J]. Pest Manag Sci, 2010, 66(12): 1308-1315.
[26] SCHNABEL G, DAI Q, PARADKAR M. Cloning and expression analysis of the ATP-binding cassette transporter geneMFABC1 and the alternative oxidase geneMfAOX1 fromMoniliniafructicola[J]. Pest Manag Sci, 2003, 59(10): 1143-1151.
[27] ZIOGAS B, MARKOGLOU A, THEODOSIOU D, et al. A high multi-drug resistance to chemically unrelated oomycete fungicides inPhytophthorainfestans[J]. Eur J Plant Pathol, 2006, 115(3): 283-292.
[28] KUHN P. Mode of action of carboxamides[J].Symposium Series-British Mycological Society,1984,9:155-183.
[29] HORSEFIELD R, YANKOVSKAYA V, SEXTON G, et al. Structural and computational analysis of the quinone-binding site of complex II (Succinate-Ubiquinone Oxidoreductase):A mechanism of electron transfer and proton conduction during ubiquinone reduction[J]. J Biol Chem, 2006, 281(11): 7309-7316.
[30] KEON J P, WHITE G, HARGREAVES J. Isolation, characterization and sequence of a gene conferring resistance to the systemic fungicide carboxin from the maize smut pathogen,Ustilagomaydis[J]. Curr Genet, 1991, 19(6): 475-481.
[31] AVENOT H, MICHAILIDES T. Progress in understanding molecular mechanisms and evolution of resistance to succinate dehydrogenase inhibiting (SDHI) fungicides in phytopathogenic fungi[J]. Crop Prot, 2010, 29(7): 643-651.
[32] AMIRIA, BRANNEN P, SCHNABEL G. Reduced sensitivity inMoniliniafructicolafield isolates from South Carolina and Georgia to respiration inhibitor fungicides[J]. Plant Dis, 2010, 94(6): 737-743.
[33] CHEN F, LIU X, CHEN S, et al. Characterization ofMoniliniafructicolastrains resistant to both propiconazole and boscalid[J]. Plant Dis, 2013, 97(5): 645-651.
[34] ZHOU T, SCHNEIDER K, LI X Z. Development of biocontrol agents from food microbial isolates for controlling post-harvest peach brown rot caused byMoniliniafructicola[J]. Int J Food Microbiol, 2008, 126(1): 180-185.
[35] LIU J, ZHOU T, HE D, et al. Functions of lipopeptides bacillomycin D and fengycin in antagonism ofBacillusamyloliquefaciensC06 towardsMoniliniafructicola[J]. J Mol Microbiol Biotechnol, 2011, 20(1): 43-52.
[36] FIORI S, FADDA A, GIOBBE S, et al. Pichia angusta is an effective biocontrol yeast against postharvest decay of apple fruit caused byBotrytiscinereaandMoniliafructicola[J]. FEMS Yeast Res, 2008, 8(6): 961-963.
[37] QIN G Z, TIAN S P, XU Y, et al. Combination of antagonistic yeasts with two food additives for control of brown rot caused byMoniliniafructicolaon sweet cherry fruit[J]. J Appl Microbiol, 2006, 100(3): 508-515
[38] GIOBBE S, MARCEDDU S, SCHERM B, et al. The strange case of a biofilm-forming strain ofPichiafermentans, which controlsMoniliniabrownrot on apple but is pathogenic on peach fruit[J]. FEMS Yeast Res, 2007, 7(8): 1389-1398.
[39] MARI M, MARTINI C, GUIDARELLI M, et al. Postharvest biocontrol ofMonilinialaxa,MoniliniafructicolaandMoniliniafructigenaon stone fruit by twoAureobasidiumpullulansstrains[J]. Biol Control, 2012, 60(2): 132-140.
[40] ZHANG D P, SPADARO D, GARIBALDI A, et al. Selection and evaluation of new antagonists for their efficacy against postharvest brown rot ofpeaches[J]. Postharvest Biol Technol, 2010, 55(3): 174-181.
[41] PIMENTA R, DA SILVA J, BUYER J, et al. Endophytic fungi from plums (Prunusdomestica) and their antifungal activity againstMoniliniafructicola[J]. J Food Prot, 2012, 75(10): 1883-1889.
[42] LARENA I, TORRES R, DE CAL A, et al. Biological control of postharvest brown rot (Monilinia.spp.) of peaches by field applications ofEpicoccumnigrum[J]. Biol Control, 2005, 32(2): 305-310.
[43] TIAN S P, FAN Q, XU Y, et al. Evaluation of the use of high CO2concentrations and cold storage to control ofMoniliniafructicolaon sweet cherries[J]. Postharvest Boil Technol, 2001, 22(1): 53-60.
[44] QADIR A, HASHINAGA F. Nitrous oxide inhibitsinvitrogrowth of multiple postharvest fungi[J]. Hort Science, 2001, 36(7): 1302-1304.
[45] LAZAR E, WILLS R, HO B, et al. Antifungal effect of gaseous nitric oxide on mycelium growth, sporulation and spore germination of the postharvest horticulture pathogens,Aspergillusniger,MoniliniafructicolaandPenicilliumitalicum[J]. Lett Appl Microbiol, 2008, 46(6): 688-692.
[46] SHOLBERG P, HAAG P, HOCKING R, et al. The use of vinegar vapor to reduce postharvest decay of harvested fruit[J]. Hort Science, 2000, 35(5): 898-903.
[47] LIU J, SUI Y, MICHAEL W, et al. Effect of heat treatment on inhibition ofMoniliniafructicolaand induction of disease resistance in peach fruit[J]. Postharvest Bio Technol, 2012, 65: 61-68.
[48] AL-HAQ M, SEO Y, OSHITA S, et al. Fungicidal effectiveness of electrolyzed oxidizing water on postharvest brown rot of peach[J]. Hort Science, 2001, 36(7): 1310-1314.
[49] LUO Y, MORGAN D, MICHAILIDES T. Risk analysis of brown rot blossom blight of prune caused byMoniliniafructicola[J]. Phytopathology, 2001, 91(8): 759-768.
[50] LUO Y, MICHAILIDES T. Threshold conditions that lead latent infection to prune fruit rot caused byMoniliniafructicola[J]. Phytopathology, 2003, 93(1): 102-111.
[51] LUO Y, MICHAILIDES T, MPRGAM D, et al. Inoculum dynamics, fruit infection, and development of brown rot in prune orchards in California[J]. Phytopathology, 2005, 95(10): 1132-1136.
[52] NYCHAS G J E. Natural antimicrobials from plants[M]//GOULD G W.New methods of food preservation.London:Blackie Academic and Proffesional,1995: 58-89.
[53]HOU D Y, YAN C Q, LIU H X, et al. Berberine as a natural compound inhibits the development of brown rot fungusMoniliniafructicola[J]. Crop Prot, 2010(29): 979-984.
[54] 麻莹,责祎旦·加帕尔,葛喜珍,等. 桃褐腐病菌角质酶基因的克隆与原核表达[J].北京化工大学学报:自然科学版,2013(2): 61-64.
[55] 符伟辉, 葛喜珍, 田平芳. 小檗碱和多菌灵复配对桃褐腐病菌的抑制效果[J]. 北京化工大学学报: 自然科学版, 2013, 40(1): 89-92.
[56] 侯东耀, 葛喜珍, 刘军锋, 等. 小檗碱壳聚糖微球制备及其抗真菌活性测定[J]. 过程工程学报, 2008, 8(5): 962-966.
[57] YAN C Q, GE X Z, TIAN P F. Disease control during peach preservation with a berberine-chitosan composite membrane[J]. Technical Paper, 2012,67:277-284.
[58] 唐秋萍,葛喜珍,田平芳.增塑剂对壳聚糖-小檗碱复合膜物理和抗菌性能的影响[J].北京化工大学学报:自然科学版,2011, 38(5): 100-104.
[59] 杨勇, 雷志英, 吴方评, 等. 小檗碱的抗菌作用研究进展[J]. 现代生物医学进展, 2010(9):1783-1785.
[60] KIM S, SHIN D, OH M N, et al. Inhibition of the bacterial surface protein anchoring transpeptiae by isoquioline alkaloids[J].Biosci Biotechnol Biochem, 2004, 68(2): 421-424.
[61] WANG Y G, KHEIR MM, CHAI Y S, et al. Comprehensive study in the inhibitory effect of berberine on gene transcription, including TATA box[J]. PLoS ONE ,2011,6(8): 1-11.
[62]ISLAM M , SINHA R, KUMAR G. RNA binding small molecules: Studies on t-RNA binding by cytotoxic plant alkaloids berberine, palmatine and the comparison to ethidium[J].Biophys Chem, 2007,125:508-520.
[63] FENG X Y, WANG B G, LI W S, et al. Preharvest application of phellodendron bark extracts controls brown rot and maintains quality of peento-shaped peach[J]. Hort Science, 2008, 43(6): 1857-1863.
[64] TSAO R, ZHOU T. Interaction of monoterpenoids, methyl jasmonate, and Ca2+in controlling postharvest brown rot of sweet cherry[J]. Hort Science, 2000, 35(7): 1304-1307.
[65] LIU W T, CHU C L, ZHOU T. Thymol and acetic acid vapors reduce postharvest brown rot of apricots and plums[J]. Hort Science, 2002, 37(1): 151-156.
[66] LAZAR-BAKER E, HETHERINGTON S, KU V, et al. Evaluation of commercial essential oil samples on the growth of postharvest pathogenMoniliniafructicola(G. Winter) Honey[J]. Lett Appl Microbiol, 2011, 52(3): 227-232.
[67] YANG L Y, ZHAO P, WANG L, et al. Synergistic effect of oligochitosan and silicon on inhibition ofMoniliniafructicolainfections[J]. J Sci Food Agr, 2010, 90(4): 630-634.
Advances in Disease Control of Peach Brown Rot and Resistance Mechanism ofMoniliniafructicola
PEI Qing-hui1, TIAN Ping-fang2, GE Xi-zhen1*
(1. Biochemical Engineering College of Beijing Union University, Beijing 100023; 2. College of Life Science and Technology, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029)
Disease control strategies including chemical control, physical control, microbial control, and that using botanical fungicides were summarized. The antifungal mechanisms of the fungicides including benzimidazoles inhibitor(BZIs), sterol demethylation inhibitor(DMIs), Qo respiration inhibitors(QoIs), dicarboximides fungicide(DCFs) and succinate dehydrogenase inhibitors(SDHIs) were reviewed. Furthermore, the underlying resistance mechanisms ofMoniliniafructicolato aforementioned fungicides were also discussed. The future research direction was forecasted.
Moniliniafructicola; Antifungal mechanism; Resistance mechanism; Disease control
北京市教育委员会创新能力提升计划项目(2015)。
裴庆慧(1989-),女,山东泰安人,硕士研究生,研究方向:微生物代谢工程。*通讯作者,教授,博士,从事化学和植物源农药研究。
2015-03-27
S 436.621.1+3
A
0517-6611(2015)13-117-05