劉　冬，李坤緣，王偉燕，李　萍，高智謀*

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，安徽 合肥 230036；2.安慶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 安慶 246003)

甲霜靈屬苯酰胺類內(nèi)吸殺菌劑，具有優(yōu)良的保護、治療和鏟除作用，國內(nèi)外廣泛用于包括疫霉菌在內(nèi)的卵菌所致植物病害的防治[1]。由于甲霜靈屬于單作用位點內(nèi)吸殺菌劑，病菌容易對其產(chǎn)生抗性突變[2-3]。目前相關(guān)報道顯示已有10多種疫霉對甲霜靈產(chǎn)生了抗藥性，疫霉菌對甲霜靈抗藥性越來越嚴(yán)重和普遍，常導(dǎo)致植物病害防治效果下降甚至失敗，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遭受巨大損失[4-6]。針對疫霉抗甲霜靈研究熱點和相關(guān)研究論文數(shù)量快速增加，近幾年對該方面的研究態(tài)勢進行較為全面和系統(tǒng)的定量分析還未見相關(guān)報道，我們對CNKI和Web of science數(shù)據(jù)庫中近十年來發(fā)表的學(xué)術(shù)文獻為研究對象，以“疫霉菌”、“甲霜靈”和“抗性”為主題詞進行檢索，并通過閱讀標(biāo)題和摘要進行有效遴選得相關(guān)文獻91篇。本文從年發(fā)表文章量、研究機構(gòu)和基金等方面進行分析疫霉菌對甲霜靈的抗性發(fā)生現(xiàn)狀、抗性遺傳及分子機制、環(huán)境適合度和抗性治理等問題進行討論，為疫霉菌抗甲霜靈的深入研究提供參考。

1　數(shù)據(jù)來源與研究方法

以CNKI和Web of science數(shù)據(jù)庫中2008年1月1日至2017年12月31日發(fā)表的文獻為數(shù)據(jù)源，利用文獻計量學(xué)和知識圖譜技術(shù)對檢索遴選出的91篇文獻進行整理分析。

2　結(jié)果與分析

2.1　文獻數(shù)量年份分布、文獻來源及疫霉抗甲霜靈的發(fā)生情況

在CNKI和Web of science數(shù)據(jù)庫中以“疫霉菌”、“甲霜靈”和“抗性”為主題共檢索文獻91篇，其中CNKI數(shù)據(jù)庫中45篇，Web of science數(shù)據(jù)庫中46篇(圖1)。91篇關(guān)于疫霉抗甲霜靈的學(xué)術(shù)論文，發(fā)表在64 種學(xué)術(shù)刊物，文獻分布范圍符合布拉德福提出的描述文獻分散規(guī)律[7]。該領(lǐng)域?qū)W術(shù)論文分別發(fā)表在Phytopathology、Plant disease (縮寫為Plant dis)、《農(nóng)藥》、Journal of Mycology and Plant Pathology(縮寫為JMP Pathol)、《植物保護學(xué)報》和 Journal of Pathology(縮寫為J Phytopathol)等刊物上(圖2)。文獻主要關(guān)注點包括疫霉菌抗甲霜靈的遺傳及分子機制、疫霉菌對甲霜靈抗性的監(jiān)測評估及環(huán)境適合度和甲霜靈的抗性治理等方面。1980年首次在荷蘭、愛爾蘭發(fā)現(xiàn)了馬鈴薯晚疫病菌抗甲霜靈菌株，隨后在歐洲、北美洲、中美洲、亞洲和中東國家都發(fā)現(xiàn)了疫霉菌對甲霜靈產(chǎn)生抗性的現(xiàn)象，而抗藥性主要集中在辣椒疫霉、致病疫霉和煙草疫霉等異宗配合菌株上[6，8-9]。辣椒疫霉抗甲霜靈菌株已先后在意大利、智利、美國、西班牙等歐美國家發(fā)現(xiàn)，有些田間抗性菌株比率高達81%[1-4，6，10-11]。在我國江西省辣椒疫霉中高抗菌株占27.5%，安徽省中高抗菌株占36.8%，西藏、山西、云南、甘肅等省區(qū)也相繼發(fā)現(xiàn)辣椒疫霉抗甲霜靈菌株的存在[12-14]。2013～2014年檢測我國北方內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、遼寧和河北等5省(自治區(qū))的致病疫霉菌株中抗菌株占絕對優(yōu)勢，高抗菌株數(shù)量增加，并成為我國四川、云南、福建、甘肅等馬鈴薯主要產(chǎn)區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的限制因素之一[15]。不同地區(qū)不同疫霉菌甚至是同一疫霉菌對甲霜靈的抗性有所差異，這與病害的發(fā)生時間長短、施藥量和施藥次數(shù)有一定的關(guān)系[12-15]。

圖1文獻數(shù)量與年份分布情況圖2文獻來源分布情況

2.2　研究機構(gòu)與基金分布及疫霉菌抗甲霜靈的分子機制

圖3研究機構(gòu)分布情況圖4項目基金分布分布情況

91篇關(guān)于疫霉菌抗甲霜靈的文獻主要來源于農(nóng)業(yè)類院校和科研院所(見圖3)，如南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等。在Web of science數(shù)據(jù)庫中，來自密歇根州立大學(xué)、威斯康星大學(xué)和康乃爾大學(xué)的研究人員也在該領(lǐng)域開展了較多的研究。疫霉菌抗甲霜靈的相關(guān)研究獲得國家自然科學(xué)基金、國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃和Estonian foundation等十余類基金的支持(見圖4)，相關(guān)研究成果也同時受到較大的關(guān)注和應(yīng)用。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)進行的“Pathotypes and metalaxyl sensitivity of Phytophthora sojae and their distribution in Heilongjiang, China 2011-2015”研究得到國家公益性行業(yè)( 農(nóng)業(yè)) 科研專項和國家自然科學(xué)基金的支持，該成果顯示在黑龍江省抗病大豆品種和大豆種子甲霜靈包衣技術(shù)相結(jié)合是有效控制大豆的根莖和莖腐病的方法。福建農(nóng)林大學(xué)的研究成果“Analysis of RPA190 revealed multiple positively selected mutations associated with metalaxyl resistance in Phytophthora infestans”同樣得到國家自然科學(xué)基金的支持，文章揭示 RPA190 基因抗甲霜靈的兩種進化途徑加深了人們對疫霉抗甲霜靈機理的認識。疫霉菌對甲霜靈抗性機理的研究結(jié)果表明菌體RNA聚合酶的活性發(fā)生了變化是重要的抗性機理[16]，類似的結(jié)果在馬鈴薯疫霉中也被證實，馬鈴薯疫霉RNA聚合酶I大亞基序列的多樣性對其抗甲霜靈起到了關(guān)鍵的作用[1]。另外，甲霜靈被菌體的生物降解也是抗性機理之一，敏感菌株RNA聚合酶的活性受到顯著抑制，抗性菌株只表現(xiàn)輕微的抑制作用，且抗性菌株對甲霜靈有一定的降解作用[17]。此外，研究人員在疫霉菌對甲霜靈的抗性遺傳方面做了較多的工作，他們認為疫霉菌對甲霜靈的抗性由細胞核基因控制，包括不完全顯性、完全顯性和共顯性3種情況，而不完全顯性的單一基因?qū)σ呙箍辜姿`起到關(guān)鍵作用，它參與了辣椒疫霉、致病疫霉和大豆疫霉等病原菌抗甲霜靈的過程[1，4，16-17]。除主要基因效應(yīng)外，還與幾個次要效應(yīng)基因相關(guān)，如ABC轉(zhuǎn)運基因等[18]。王源超等[19]發(fā)現(xiàn)了大部分惡疫霉和大雄疫霉對甲霜靈的抗性在游動孢子和自交卵孢子后代均能穩(wěn)定遺傳，但同時發(fā)現(xiàn)兩種疫霉的部分突變株對甲霜靈的抗性在游動孢子后代遺傳不穩(wěn)定，因此認為這些抗藥性既可能是由可穩(wěn)定遺傳的細胞質(zhì)線粒體基因控制，也可能是由細胞質(zhì)不穩(wěn)定遺傳的線粒體基因控制。

2.3　疫霉菌對甲霜靈的環(huán)境適合度和抗性治理

對甲霜靈產(chǎn)生抗性的菌株能否很快發(fā)展形成抗藥亞群體，除與藥劑選擇壓力有關(guān)，還取決于抗性菌株對環(huán)境條件的適合度。適合度主要與抗性菌株的致病力和產(chǎn)孢量等生物學(xué)特性有關(guān)。鄭小波等[20]發(fā)現(xiàn)室內(nèi)絕大多數(shù)對甲霜靈有抗性的惡疫霉和大雄疫霉突變株的產(chǎn)孢子囊能力下降。戚仁德等[12]發(fā)現(xiàn)辣椒疫霉抗甲霜靈菌株的主要生物學(xué)性狀與敏感菌株相比無顯著差異。而王光飛和馬艷[21]的研究表明抗甲霜靈辣椒疫霉菌株環(huán)境適合度弱于原始敏感菌株。這可能與疫霉菌本身的特性及地理來源不同有關(guān)，造成種間差異性較大。研究抗甲霜靈疫霉菌的環(huán)境適合度，對于評估甲霜靈防治疫霉菌的抗藥性風(fēng)險具有重要意義。

目前，疫霉菌對甲霜靈抗藥性的治理對策主要是通過降低藥劑的選擇壓力，預(yù)防和減緩抗藥性的產(chǎn)生。主要包括四個方面：(1)開發(fā)應(yīng)用具有多作用位點的低抗性風(fēng)險新藥劑；(2)篩選與甲霜靈無交互抗性關(guān)系或負交互抗性的高效藥劑合理復(fù)配或混用等，避免病菌與單一殺菌劑的長期接觸造成選擇壓力；(3)研發(fā)具有增效作用的殺菌劑混劑，采用不同作用機制的殺菌劑混用；(4)建立病情的預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)，選擇在合適的時機用藥，提高化學(xué)防治的效率，減少用藥次數(shù)，降低病菌與藥劑接觸發(fā)生突變的幾率[6]。

3　結(jié)論

本文以CNKI和Web of science數(shù)據(jù)庫中2008-2017年期間收錄的關(guān)于疫霉菌抗甲霜靈相關(guān)研究的文獻為研究對象，對疫霉菌抗藥性發(fā)生現(xiàn)狀、分子機制、環(huán)境適合度和抗藥性治理對策等方面的研究進行分析討論，對疫霉菌的防治具有一定的參考價值。