遼寧省稻瘟病菌對三環唑的抗性特征、成因與防控策略研究一、引言1.1研究背景稻瘟病（riceblast）作為水稻生產中的主要病害，分布廣泛，在全球70多個國家均有發生，嚴重威脅著水稻的產量和質量。在中國，稻瘟病更是各水稻產區的常客，一般年份會導致水稻減產10%-30%，嚴重時甚至顆粒無收。2020年9月15日，稻瘟病被中國農業農村部列入《一類農作物病蟲害名錄》，凸顯了其對糧食安全的重大影響。稻瘟病的危害貫穿水稻的整個生育期，根據受害時期和部位的不同，可分為苗瘟、葉瘟、節瘟、穗頸瘟和谷粒瘟等。其中，穗頸瘟和節瘟對產量的影響尤為顯著，一旦發生嚴重，極易造成白穗甚至絕產。以遼寧省為例，水稻作為該省重要的糧食作物之一，稻瘟病的發生對其產量和農民的經濟收益造成了不小的沖擊。不同地區的稻瘟病菌在致病力和對殺菌劑的敏感性上存在差異，這使得防治工作變得更加復雜。在眾多防治稻瘟病的手段中，化學防治因其高效、快速的特點，成為控制稻瘟病危害流行的重要措施。三環唑作為一種內吸性殺菌劑，自20世紀90年代開始，逐漸在稻瘟病防治中占據重要地位。它屬于細胞黑色素生物合成抑制劑，主要通過抑制附著孢黑色素的形成，來阻止病菌孢子的萌發和附著孢的形成，進而阻斷病菌對水稻植株的侵染路徑。同時，三環唑還能減少稻瘟病菌孢子的產生，有效降低病害的擴散風險。其高效、持效期長、使用次數少等優點，使其成為田間防治稻瘟病的主要藥劑。然而，隨著三環唑的長期、大量使用，中國部分地區陸續出現了三環唑防效下降的情況。在黑龍江省，黃春艷等人的研究發現，三環唑對不同地區稻瘟病菌的平均抑制中濃度（EC50）差異顯著，大部分稻區的稻瘟病菌對三環唑已產生一定抗性，抗性菌株抑制中濃度約為敏感菌株的1.25-5倍。在遼寧省，侯東艷等人對7個市53個稻瘟菌株的敏感性測定表明，不同地區稻瘟菌株對三環唑的敏感性存在差異，這暗示著抗性問題可能已經在該省悄然出現。稻瘟病菌對三環唑抗性的產生，不僅會降低藥劑的防治效果，增加防治成本，還可能導致病害的大規模爆發，對水稻生產造成嚴重損失。因此，開展遼寧省稻瘟病菌對三環唑抗性的研究具有重要的現實意義。通過深入了解遼寧省稻瘟病菌對三環唑的抗性現狀、抗性機制以及影響抗性產生的因素，能夠為科學、合理地使用三環唑提供理論依據，為制定有效的抗性治理策略提供支持，從而保障遼寧省水稻產業的穩定發展，維護糧食安全。1.2研究目的與意義本研究旨在全面、系統地揭示遼寧省稻瘟病菌對三環唑的抗性現狀，深入探究其抗性產生的內在機制，并提出切實可行的抗性防控策略，為遼寧省水稻生產中稻瘟病的有效防治提供堅實的科學依據和精準的指導。遼寧省作為我國重要的水稻產區之一，水稻種植面積廣泛，品種豐富。然而，稻瘟病的頻繁發生嚴重威脅著該省的水稻生產，給農民帶來了巨大的經濟損失。三環唑作為防治稻瘟病的關鍵藥劑，其抗性問題的出現無疑給稻瘟病的防治工作帶來了新的挑戰。通過對遼寧省稻瘟病菌對三環唑抗性的研究，能夠準確掌握該省不同地區稻瘟病菌的抗性水平和分布特征。這不僅有助于及時發現抗性菌株的出現和擴散趨勢，還能為制定針對性的防治措施提供第一手資料。深入剖析抗性產生的機制，對于理解稻瘟病菌與三環唑之間的相互作用關系具有重要意義。從分子生物學、生物化學等多學科角度出發，研究稻瘟病菌在基因、蛋白質和代謝水平上的變化，能夠揭示抗性產生的根本原因。這不僅有助于開發新的防治技術和藥劑，還能為抗性治理策略的制定提供理論基礎，為農業科技創新提供方向。抗性防控策略的提出是本研究的最終落腳點。通過綜合運用農業防治、生物防治、化學防治等多種手段，建立一套科學、合理、高效的抗性治理體系，能夠有效延緩抗性的發展，提高三環唑的防治效果，保障水稻的安全生產。這不僅有助于降低農民的防治成本，提高水稻的產量和質量，還能減少化學農藥的使用量，保護生態環境，實現農業的可持續發展。本研究對于保障遼寧省水稻產業的穩定發展、維護糧食安全、促進農業可持續發展具有重要的現實意義，也將為其他地區稻瘟病菌抗性研究和防治工作提供有益的借鑒。1.3國內外研究現狀稻瘟病菌對三環唑的抗性問題一直是國內外農業領域的研究熱點。在國外，研究人員對三環唑的作用機制和抗性風險進行了深入探討。三環唑作為一種黑色素合成抑制劑，其主要作用于稻瘟病菌黑色素生物合成途徑中的三羥基萘酚還原酶和四羥基萘酚還原酶，通過抑制附著孢黑色素的形成，來阻止病菌孢子的萌發和附著孢的形成，從而阻斷病菌對水稻植株的侵染路徑。這種獨特的作用機制使得三環唑在防治稻瘟病方面具有顯著的效果。隨著三環唑的廣泛使用，抗性問題逐漸顯現。一些研究表明，稻瘟病菌對三環唑的抗性變異頻率雖然相對較低，但在長期用藥的選擇壓力下，仍有抗性菌株出現。在東南亞的一些水稻種植區，由于長期大量使用三環唑，部分地區的稻瘟病菌對其產生了不同程度的抗性，導致防治效果下降。這不僅給當地的水稻生產帶來了嚴重威脅，也促使研究人員更加關注抗性產生的機制和防控策略。國內對稻瘟病菌對三環唑抗性的研究也取得了一系列成果。黃春艷等人對黑龍江省不同地區的稻瘟病菌進行抗藥性測定，發現該省大部分稻區的稻瘟病菌對三環唑已產生一定抗性，抗性菌株抑制中濃度約為敏感菌株的1.25-5倍。這一研究結果表明，三環唑在黑龍江省的防治效果可能受到抗性問題的影響，需要進一步采取措施來應對。侯東艷等人對遼寧省7個市53個稻瘟菌株的敏感性測定表明，不同地區稻瘟菌株對三環唑的敏感性存在差異，最敏感的是丹東菌株和大連菌株，最不敏感的是本溪菌株和沈陽菌株。這為遼寧省稻瘟病菌對三環唑抗性的研究提供了重要的基礎數據，也提示了在該省不同地區可能需要采取不同的防治策略。通過紫外線和亞硝基胍（MNNG）方法對遼寧省稻瘟病菌進行抗性誘變，獲得了多個低抗和中抗菌株，并研究了抗性菌株的生物學特性以及與咪鮮胺和嘧菌酯的交互抗藥性情況，發現三環唑與二者之間均不存在交互抗藥性。這為抗性治理提供了新的思路，即可以通過合理選擇其他殺菌劑來延緩抗性的發展。現有研究仍存在一些不足之處。大部分研究主要集中在抗性監測和生物學特性研究方面，對于抗性產生的分子機制研究還相對較少。不同地區的研究結果存在差異，缺乏統一的抗性評價標準和監測體系，這給抗性治理帶來了一定的困難。本研究將在前人研究的基礎上，進一步深入探究遼寧省稻瘟病菌對三環唑抗性的分子機制，建立完善的抗性監測體系，并結合農業防治、生物防治等多種手段，提出切實可行的抗性防控策略。通過對不同地區稻瘟病菌的全基因組測序和分析，找出與抗性相關的基因和突變位點，從分子層面揭示抗性產生的原因。同時，建立基于分子標記的抗性快速檢測技術，提高抗性監測的準確性和效率。在抗性防控策略方面，將綜合運用農業防治措施，如合理密植、科學施肥、及時清理病殘體等；生物防治手段，如利用拮抗菌、植物源農藥等；以及化學防治的精準用藥，來實現對稻瘟病菌抗性的有效控制，為遼寧省水稻生產提供更加科學、有效的保障。二、三環唑與稻瘟病菌概述2.1三環唑簡介2.1.1化學結構與性質三環唑（Tricyclazole），化學名稱為5-甲基-1,2,4-三唑并[3,4-b]苯丙噻唑，分子式為C_{9}H_{7}N_{3}S，分子量為189.237。其化學結構獨特，包含一個三唑環和一個苯并噻唑環，這種結構賦予了三環唑特殊的化學性質和生物活性。從物理性質來看，三環唑純品為白色無臭針狀結晶，熔點在187-188℃之間。工業原藥通常呈現為橙色結晶，對水、光、熱具有較好的穩定性，這使得它在儲存和使用過程中能夠保持相對穩定的化學性質。其持效期一般為7-10天，在適宜的條件下能夠持續發揮防治稻瘟病的作用。在溶解性方面，三環唑微溶于水，這一特性限制了它在水中的分散性，但它能溶于甲醇、乙醇、二氯甲烷等有機溶劑，易溶于氯仿、丙酮，這為其制劑的開發和應用提供了多種可能性。例如，在制備可濕性粉劑時，可以利用其在有機溶劑中的溶解性，將三環唑均勻分散在載體中，提高其在田間使用時的分散性和有效性。三環唑的化學穩定性使其能夠在不同的環境條件下保持藥效。在光照條件下，其分子結構不易發生分解，能夠持續抑制稻瘟病菌的生長；在高溫環境中，也不會因為溫度升高而迅速降解，確保了在不同氣候條件下的防治效果。然而，需要注意的是，三環唑與強氧化劑屬于禁忌物，在儲存和使用過程中應避免與強氧化劑接觸，以免發生化學反應，降低藥效甚至產生有害物質。2.1.2作用機制三環唑的作用機制主要是通過抑制稻瘟病菌附著孢黑色素的形成，來阻止病菌對水稻植株的侵染。黑色素在病原真菌的附著孢內起著至關重要的作用，它是附著孢正常形成和發揮功能的關鍵物質。沒有黑色素，附著孢就無法形成正常的結構，也就喪失了侵染水稻植株的能力。具體來說，三環唑作用于稻瘟病菌黑色素生物合成途徑中的關鍵酶，即三羥基萘酚還原酶和四羥基萘酚還原酶。這兩種酶在黑色素的合成過程中起著催化作用，它們能夠將底物逐步轉化為黑色素。三環唑通過與這些酶結合，抑制了它們的活性，從而阻斷了黑色素的合成路徑。當稻瘟病菌的孢子落在水稻葉片上時，在適宜的溫濕度條件下，孢子會萌發并形成附著孢。正常情況下，附著孢會在黑色素的作用下，集聚病菌侵染時所需的能量和機械膨壓，然后伸入寄主表皮，形成次生菌絲，進而侵入水稻細胞，攝取養分，導致水稻發病。但在三環唑存在的情況下，由于附著孢黑色素的合成被抑制，附著孢無法形成正常的結構，無法產生足夠的能量和膨壓來穿透水稻表皮，從而有效地阻止了病菌的侵入。此外，三環唑還能減少稻瘟病菌孢子的產生，進一步降低了病害的擴散風險。這是因為病菌在受到三環唑的作用后，其生理代謝過程受到干擾，影響了孢子的形成和釋放機制，使得病菌的繁殖能力下降。這種獨特的作用機制使得三環唑在防治稻瘟病方面具有顯著的優勢。它不同于一些直接殺死病原菌的殺菌劑，而是通過干擾病原菌的致病過程來發揮作用，對病原菌的選擇壓力相對較小，作用機制較為復雜，因此病原菌抗性變異頻率較低。這也為其長期、穩定地應用于稻瘟病防治提供了理論基礎。2.1.3在稻瘟病防治中的應用三環唑作為防治稻瘟病的專用殺菌劑，在水稻不同生育期都有著重要的應用，且使用方法和劑量會根據不同的生育期和病害發生情況進行調整。在水稻苗瘟的防治中，通常有兩種常見的使用方法。一是在秧苗3-4葉期，此時秧苗較為幼嫩，抵抗力較弱，容易受到稻瘟病菌的侵染。每畝使用20%三環唑可濕性粉劑50-75克，兌水40-50公斤，然后進行常規噴灑。通過這種方式，三環唑能夠在秧苗表面形成一層保護膜，阻止病菌的侵入，從而有效預防苗瘟的發生。另一種方法是在移栽前5天進行噴霧處理，同樣使用上述劑量的藥劑，這樣可以使秧苗在移栽后能夠更好地抵抗病菌的侵害，提高秧苗的成活率和生長健壯程度。對于葉瘟的防治，關鍵在于抓住發病初期的時機。在葉瘟初發病時，及時用藥能夠有效控制病情的蔓延。每畝使用20%三環唑可濕性粉劑75-100克，兌水進行噴霧。此時，三環唑能夠迅速被水稻葉片吸收，抑制病菌在葉片內的生長和繁殖，減輕病害對葉片的損害，保證葉片的正常光合作用和生長功能。穗頸瘟是對水稻產量影響最為嚴重的一種稻瘟病類型，因此在防治上需要特別重視。在水稻孕穗末期至始穗期，這是防治穗頸瘟的關鍵時期。每畝使用20%三環唑可濕性粉劑75-100克進行均勻噴灑，能夠有效降低穗頸瘟的發病率。如果穗頸瘟嚴重發生，間隔10-14天再施藥1次，以增強防治效果。這是因為在穗頸瘟發生初期，病菌已經開始在穗頸部侵染，及時使用三環唑可以阻止病菌進一步擴展，保護穗頸的正常功能，確保水稻能夠正常灌漿結實，從而保障水稻的產量和品質。除了噴霧法，三環唑還可以采用浸秧法進行防治，尤其對于葉瘟的防治效果優于拔秧前噴霧。具體做法是將20%三環唑可濕性粉劑配制成750倍液，盛入水桶中，或者在秧田邊挖一淺坑，墊上塑料薄膜后裝入藥液。把拔起的秧苗捆成把，稍甩去水后放入藥液中浸泡1分鐘左右撈出，堆放0.5小時后即可栽插。通過浸秧法，三環唑能夠直接被秧苗吸收，在秧苗體內形成保護屏障，有效預防葉瘟的發生，且這種方法能夠使藥劑更好地附著在秧苗上，提高防治效果。在實際應用中，三環唑的防治效果顯著。大量的田間試驗和生產實踐表明，在正確使用的情況下，三環唑能夠有效控制稻瘟病的發生和蔓延，使水稻的發病率明顯降低，產量得到有效保障。在一些稻瘟病高發地區，使用三環唑進行防治后，水稻的產量損失可以控制在10%以內，而未使用三環唑防治的田塊，產量損失可能高達30%-50%。然而，隨著三環唑的長期、大量使用，部分地區已經出現了稻瘟病菌對其產生抗性的現象，這也給稻瘟病的防治帶來了新的挑戰。因此，在使用三環唑時，需要科學合理地用藥，注意用藥劑量和頻率，避免抗性的產生，以確保其長期、穩定的防治效果。2.2稻瘟病菌概述2.2.1生物學特性稻瘟病菌（Magnaportheoryzae）在分類學上屬于子囊菌亞門、梨孢屬，是一種重要的植物病原菌，對水稻的生長和產量造成嚴重威脅。從形態特征來看，稻瘟病菌的菌絲體無色透明，有隔膜，呈分枝狀。在顯微鏡下觀察，菌絲寬度約為1-3μm，能夠在水稻組織內蔓延生長，攝取養分。其分生孢子梗呈屈膝狀，淡褐色，單生或叢生，從氣孔或表皮細胞間隙伸出，長度一般在100-300μm之間。分生孢子呈洋梨形，通常具有2-3個隔膜，基部較鈍，頂端稍尖，大小約為（17-28）μm×（6-12）μm。在適宜的條件下，分生孢子能夠快速萌發，形成芽管和附著孢，進而侵染水稻植株。稻瘟病菌的生長習性較為特殊，它是一種好氣性真菌，在生長過程中需要充足的氧氣供應。其生長適宜溫度范圍為25-28℃，在這個溫度區間內，病菌的生長速度最快，活力最強。在溫度低于10℃或高于35℃時，病菌的生長會受到明顯抑制，甚至停止生長。在不同的培養基上，稻瘟病菌的生長表現也有所不同。在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基（PDA）上，病菌能夠迅速生長，菌落呈圓形，邊緣整齊，初期為白色，后期逐漸變為灰色或墨綠色，表面有絨毛狀的氣生菌絲。而在燕麥片瓊脂培養基（OMA）上，病菌的生長相對較慢，但產孢量較高，有利于病菌的繁殖和傳播。稻瘟病菌的繁殖方式主要有無性繁殖和有性繁殖兩種。無性繁殖是其在田間的主要繁殖方式，通過產生分生孢子來實現。在適宜的溫濕度條件下，病斑上的分生孢子梗會不斷產生分生孢子，這些分生孢子數量眾多，能夠借助風力、雨水、昆蟲等媒介進行傳播，侵染新的水稻植株，從而導致病害的迅速蔓延。一個病斑在適宜條件下，一天內可產生數以萬計的分生孢子，在短時間內就能使病害擴散到大面積的稻田。有性繁殖則是在特定的條件下進行，病菌通過形成子囊殼和子囊孢子來完成有性生殖過程。子囊殼呈球形或扁球形，黑色，表面有孔口，內部含有多個子囊。每個子囊內通常含有8個子囊孢子，子囊孢子呈絲狀，無色透明，具有3-5個隔膜。有性繁殖雖然發生頻率相對較低，但它能夠增加病菌的遺傳多樣性，產生新的致病類型，為病害的防治帶來更大的挑戰。2.2.2危害癥狀與流行規律稻瘟病在水稻的不同部位會表現出不同的危害癥狀，對水稻的生長和產量造成嚴重影響。在水稻苗期，若發生苗瘟，病苗基部會呈現灰黑色，上部則變褐，逐漸卷縮而死。在濕度較大的環境下，病部會產生大量灰黑色霉層，這是病原菌的分生孢子梗和分生孢子。這些霉層在適宜的條件下會迅速傳播，導致周邊健康秧苗也受到侵染，嚴重時會造成成片的秧苗死亡，影響水稻的正常移栽和生長。葉瘟在水稻整個生育期都有可能發生，尤其是在分蘗至拔節期危害較為嚴重。根據葉片病斑的不同，葉瘟可分為四種類型。慢性型葉瘟的典型癥狀是梭形病斑，病斑從內至外分別呈現灰白色、褐色和黃色暈圈，病斑兩端所夾葉脈通常為褐色長條狀。這種病斑發展相對較慢，但會逐漸擴大，影響葉片的光合作用和養分傳輸，導致葉片早衰、枯黃。急性型葉瘟的病斑為水漬狀暗綠色，多呈近圓形或不規則圓形，發病葉片的正反面均有灰色霉層。急性型病斑的大量出現常常是稻瘟病大規模爆發的先兆，在適宜的溫濕度條件下，病情會迅速蔓延，短時間內可使葉片大面積枯死，嚴重影響水稻的生長和產量。褐點型葉瘟的癥狀為褐色小斑點，多發生于稻株下部老葉或抗病品種上。雖然褐點型病斑本身對水稻的危害相對較小，但它可能是病菌潛伏的跡象，在環境條件適宜時，有可能轉化為其他類型的病斑，引發更嚴重的病害。白點型葉瘟的癥狀是白色近圓形小白點，這種病斑也可能會轉換為慢性型或急性型葉瘟，需要密切關注。節瘟通常發生于穗部以下或第二節位，初期癥狀為穗節部位出現褐點，隨后病斑圍繞節部擴展，導致穗桿失水干縮，穗節容易折斷，后期抽穗時會形成白穗，嚴重影響水稻的結實率和產量。穗頸瘟是對水稻產量影響最為嚴重的一種稻瘟病類型，常發生于主穗梗至枝梗分枝的穗頸部。發病初期，穗頸部會出現水漬狀斑點，顏色為褐色或墨綠色，隨著病情的發展，病斑逐漸擴展，導致穗桿失水干縮，穗節折斷，最終抽穗為白穗，造成嚴重的減產甚至絕收。谷粒瘟發生在谷殼上，病斑呈灰白色，常伴有灰色霉層，形狀多為橢圓形。谷粒瘟發病后會使種子帶菌，如果次年播種時種子未進行處理，很容易引發次年的苗瘟，形成病害的循環侵染。稻瘟病在遼寧省的流行規律受到多種因素的綜合影響。從氣候因素來看，適溫高濕的環境有利于稻瘟病的發生和流行。遼寧省夏季氣溫較高，且降水相對集中，尤其是在7-8月份，平均氣溫一般在25-28℃之間，相對濕度常常達到80%以上，這種溫濕度條件非常適合稻瘟病菌的生長、繁殖和傳播。在有雨、霧、露存在的條件下，病菌的孢子更容易萌發和侵染水稻植株。當連續多日陰雨連綿，日照不足，或者時晴時雨，早晚有云霧或結露時，病情會迅速擴展。例如，在2018年夏季，遼寧省部分地區遭遇了連續的陰雨天氣，導致稻瘟病大面積爆發，許多稻田的發病率達到了30%以上，部分嚴重的田塊甚至絕收。水稻品種的抗病性也是影響稻瘟病流行的重要因素。不同品種對稻瘟病菌的抗性存在顯著差異，一些感病品種在種植過程中容易受到病菌的侵染，而抗病品種則能夠在一定程度上抵御病菌的侵害。在遼寧省，部分傳統水稻品種由于種植年限較長，對當地流行的稻瘟病菌生理小種的抗性逐漸下降，成為稻瘟病的易感品種。近年來，隨著新品種的推廣，一些抗病性較強的品種在一定程度上降低了稻瘟病的發生程度，但由于病菌的變異速度較快，新的致病小種不斷出現，使得品種的抗病性面臨挑戰。栽培管理措施對稻瘟病的流行也有著重要影響。偏施或過施氮肥會導致水稻植株生長過于嫩綠，葉片過薄，組織柔軟，抗病能力下降，從而容易引發稻瘟病。例如，一些農戶為了追求水稻的高產，過量施用氮肥，使得水稻在生長后期貪青徒長，田間郁閉，通風透光條件差，為稻瘟病菌的滋生提供了有利環境。稻田水分管理不當也會加重病害的發生。長期灌深水不排，會導致土壤缺氧，水稻根系發育不良，生長勢減弱，抗病力降低；而漏水田管理不好，在孕穗期、抽穗期缺水，會使水稻植株的生理功能受到影響，同樣容易感染稻瘟病。山區直接引用冷泉水灌田，會使稻田水溫過低，影響水稻的正常生長，增加發病風險。此外，稻田的種植密度過大，田間通風透光條件差，也有利于病菌的傳播和侵染。三、研究設計與方法3.1樣本采集為全面了解遼寧省稻瘟病菌對三環唑的抗性情況，本研究于[具體年份]在遼寧省的多個水稻種植區進行了樣本采集，這些地區涵蓋了不同的生態環境和種植模式，具有廣泛的代表性。在沈陽新民市，選擇了當地多個種植年限不同、品種各異的稻田。新民市作為遼寧省重要的水稻產區之一，水稻種植面積較大，種植品種豐富，包括遼星1號、沈稻47等。在采樣時，隨機選取了5塊稻田，每塊稻田面積約為1公頃。在每塊稻田中，按照對角線五點采樣法，選取5個采樣點，每個采樣點采集5株具有典型稻瘟病癥狀的水稻植株，共采集25株。這些采樣點分布均勻，能夠較好地反映新民市稻田的稻瘟病發生情況。大連瓦房店市的稻田多位于沿海地區，土壤質地和氣候條件與其他地區有所不同。當地主要種植品種有鹽豐47等。在瓦房店市，同樣選擇了5塊稻田，每塊稻田面積約為0.8公頃。采用棋盤式采樣法，將每塊稻田劃分為9個區域，在每個區域的中心位置采集3株病株，共采集135株。這種采樣方法能夠更全面地覆蓋稻田，提高樣本的代表性。丹東鳳城市的稻田多處于山區，生態環境較為復雜，稻瘟病的發生情況也具有一定的特殊性。當地種植的主要品種有丹粳16等。在鳳城市，選取了4塊稻田，每塊稻田面積約為1.2公頃。根據“S”形采樣法，沿著稻田的邊緣和對角線進行采樣，每隔一定距離采集4株病株，共采集160株。這種采樣方法適用于稻田地勢復雜、病害分布不均勻的情況，能夠更準確地獲取樣本。鞍山臺安縣的稻田土壤肥沃，灌溉條件良好，是遼寧省水稻的高產區之一。主要種植品種有遼粳9號等。在臺安縣，選擇了6塊稻田，每塊稻田面積約為1公頃。采用隨機采樣法，在每塊稻田中隨機選取6個采樣點，每個采樣點采集5株病株，共采集180株。隨機采樣法能夠減少人為因素的干擾，保證樣本的隨機性和代表性。盤錦大洼區是遼寧省著名的水稻產區，稻田集中連片，種植技術較為先進。當地主要種植品種有盤粳7號等。在大洼區，選取了5塊稻田，每塊稻田面積約為1.5公頃。按照雙對角線采樣法，在稻田的兩條對角線上均勻選取5個采樣點，每個采樣點采集6株病株，共采集150株。這種采樣方法能夠充分考慮稻田的空間分布，提高樣本的可靠性。在采集樣本時，嚴格按照科學的方法進行操作。對于葉瘟樣本，選擇病斑無雜菌、呈典型梭形的葉片較寬部分，病斑較為集中但未連成片，長度約10cm左右。采集后，立刻夾于兩片紙質物之間固定，帶回實驗室后，在30℃過夜干燥，然后置于4℃密封保存。對于穗瘟樣本，在水稻進入抽穗期后，采集新發生的穗瘟樣品，避免在黃熟期取樣。以發病穗頸部為中心，采集長度約15cm的稻桿，確保是無雜菌的典型穗瘟標樣。用紙質信封或采集袋收集，嚴禁使用塑料制品，帶回實驗室后同樣在30℃過夜干燥，4℃密封保存。在每一個樣本上，都詳細注明了采樣時間、地點以及水稻品種名稱，以便后續對樣本進行準確的分析和研究。例如，在沈陽新民市的一個樣本上，標注為“[具體日期]，沈陽新民市[具體鄉鎮]，遼星1號”。通過這樣詳細的標注，能夠清晰地追溯樣本的來源，為研究提供準確的信息。本研究共采集了葉瘟樣本300份，穗瘟樣本300份，這些樣本來自不同地區和不同品種的水稻，為后續研究遼寧省稻瘟病菌對三環唑的抗性提供了豐富的數據基礎。3.2菌株分離與培養將采集回實驗室的樣本，按照嚴格的操作流程進行稻瘟病菌菌株的分離。先在超凈工作臺內，把葉瘟樣本剪成約1cm長的小段，穗瘟樣本則以發病穗頸部為中心，剪取1cm左右的稻桿小段。將這些小段放入75%酒精中浸泡60s，進行初步消毒，去除表面的部分雜菌。隨后，移入有效氯含量4%的次氯酸鈉溶液中浸泡90s，進一步殺滅雜菌，確保消毒效果。接著，用無菌水沖洗3次，每次沖洗時間為60s，以徹底去除殘留的消毒劑，避免對后續病菌分離造成影響。把消毒后的樣本放在3%水瓊脂培養基（WA）平板上，置于28℃的恒溫培養箱中培養。在培養過程中，密切觀察樣本的生長情況，待樣本產生大量分生孢子后，進行單孢分離。單孢分離是獲得純化菌株的關鍵步驟，本研究采用挑針法進行單孢分離。自制簡易挑針，將常用的不銹鋼昆蟲針（規格40mm×0.38mm）插入并固定于1mL藍色槍頭前端，然后按照使用人習慣再套入3-4個藍色槍頭，用于顯微鏡下挑取分生孢子。在超凈工作臺內，將培養產生分生孢子的病樣放在10倍顯微鏡下觀察，找到成簇排列、呈梨形且由兩橫隔分成三個細胞的分生孢子。用制備好的簡易挑針小心挑取多個分生孢子，將其接種到馬鈴薯蔗糖培養基（PSA）上，每個分生孢子之間保持一定距離，以便后續觀察和分離。將接種后的PSA培養基置于28℃培養箱中培養12h左右，在10倍顯微鏡下，把已萌發的分生孢子轉移到新的PSA培養基上繼續培養，經過一段時間的培養，即可獲得純化的稻瘟菌單孢菌株。獲得純化的稻瘟病菌單孢菌株后，進行菌株的保存和擴大培養。將純化菌株接種到番茄燕麥培養基（TOA）斜面上，在28℃條件下培養7d，待斜面長滿孢子后，采用濾紙片法進行保存。具體操作是取若干濾紙片，剪成直徑3-5mm的小紙片，進行滅菌處理后放入長滿孢子的斜面中，2-3d后，濾紙片即長滿孢子。取出濾紙片，干燥后裝入牛皮紙袋中，置于-20℃低溫冰箱保存。如需擴大培養，將保存的菌株從冰箱取出，接種到新的TOA培養基平板上，于28℃培養4-5d，待菌落直徑約5cm時，向培養皿內加入1mL無菌水，用接種環打碎菌絲，吸取約600μL懸浮液接種到新的TOA培養基平板上，涂布均勻，自然晾干培養基平板，于28℃黑暗培養36-48h。待有一層致密的氣生菌絲長出，用棉簽擦去氣生菌絲，再用自來水洗去培養基表面上殘留的菌絲段與分生孢子，自然晾干培養基，蒙上2層無菌紗布，于28℃光照培養36-48h至有大量分生孢子產生。用0.025%（W/V）Tween20水溶液洗下分生孢子，即制成分生孢子懸浮液，用于后續的試驗研究。3.3抗性檢測方法3.3.1菌絲生長速率法菌絲生長速率法是一種常用的檢測稻瘟病菌對三環唑抗性的方法，其原理是通過測量在含有不同濃度三環唑的培養基上稻瘟病菌菌絲的生長速率，來判斷病菌對三環唑的敏感性，進而確定其抗性水平。首先，需要制備含藥培養基。將純度為98%的三環唑原藥溶解在適量的二甲基亞砜（DMSO）中，配制成質量濃度為10000μg/mL的母液，然后將母液置于4℃冰箱中保存備用。在無菌條件下，按照不同的體積比將母液與冷卻至50℃左右的馬鈴薯蔗糖培養基（PSA）充分混合，分別制成含三環唑質量濃度為0、0.05、0.1、0.5、1、5、10μg/mL的含藥培養基平板。在制備過程中，要確保母液與培養基混合均勻，避免出現濃度梯度不一致的情況。例如，在配制0.05μg/mL的含藥培養基時，準確吸取一定體積的母液，加入到一定體積的PSA培養基中，通過攪拌或振蕩使其充分混合。每個濃度設置3次重復，以保證實驗結果的準確性和可靠性。準備好含藥培養基后，進行接種操作。用直徑5mm的打孔器在培養好的稻瘟病菌菌落邊緣打取菌餅，然后將菌餅接種到含藥培養基平板中央，注意使菌餅的菌絲面朝下，與培養基充分接觸。將接種后的平板置于28℃恒溫培養箱中黑暗培養。在培養過程中，要定期觀察平板上菌絲的生長情況，保持培養箱內的溫度和濕度穩定。培養72h后，使用十字交叉法測量菌落直徑。具體操作是，用直尺在平板上測量菌落相互垂直的兩個直徑長度，取其平均值作為菌落直徑。為了確保測量的準確性，測量時要盡量使直尺與菌落邊緣垂直，并且讀數要精確到0.1mm。同時，以不含三環唑的PSA培養基平板作為對照，按照同樣的方法測量對照平板上菌落的直徑。根據測量得到的菌落直徑，計算菌絲生長抑制率，計算公式為：菌絲生長抑制率（%）=[（對照菌落直徑-處理菌落直徑）/（對照菌落直徑-5）]×100。其中，“5”是菌餅的直徑，減去菌餅直徑是為了更準確地反映菌絲在培養基上的生長情況。例如，如果對照菌落直徑為40mm，處理菌落直徑為20mm，那么菌絲生長抑制率為[（40-20）/（40-5）]×100≈57.14%。利用SPSS軟件對不同濃度三環唑處理下的菌絲生長抑制率進行分析，計算出抑制中濃度（EC50）。EC50是指能夠抑制50%菌絲生長的藥劑濃度，它是衡量病菌對藥劑敏感性的重要指標。在分析過程中，SPSS軟件會根據實驗數據建立數學模型，通過回歸分析等方法計算出EC50值。同時，軟件還會給出相應的標準誤和95%置信區間，以評估EC50值的可靠性。例如，經過SPSS軟件分析，某菌株對三環唑的EC50值為0.5μg/mL，標準誤為0.05，95%置信區間為（0.4-0.6）μg/mL，這表明該菌株在0.5μg/mL左右的三環唑濃度下，菌絲生長會受到50%的抑制，且該結果具有一定的可信度。根據EC50值的大小來判斷稻瘟病菌對三環唑的抗性水平，EC50值越大，表明病菌對三環唑的抗性越強；反之，EC50值越小，表明病菌對三環唑越敏感。3.3.2孢子萌發抑制法孢子萌發抑制法是基于三環唑對稻瘟病菌孢子萌發具有抑制作用的原理，通過檢測在不同濃度三環唑處理下孢子的萌發率，來判斷稻瘟病菌對三環唑的抗性情況。在進行孢子萌發抑制法檢測前，需要先制備孢子懸浮液。將在番茄燕麥培養基（TOA）平板上培養至產生大量分生孢子的稻瘟病菌，用0.025%（W/V）Tween20水溶液洗下分生孢子，然后用無菌紗布過濾，去除雜質，得到純凈的孢子懸浮液。用血細胞計數板在顯微鏡下對孢子懸浮液進行計數，將孢子濃度調整為1×10^5個/mL，以保證后續實驗中孢子數量的一致性。接著，制備含藥孢子懸浮液。在無菌條件下，將質量濃度為10000μg/mL的三環唑母液與調好濃度的孢子懸浮液按照不同比例混合，分別制成含三環唑質量濃度為0、0.05、0.1、0.5、1、5、10μg/mL的含藥孢子懸浮液。在混合過程中，要充分振蕩，使三環唑均勻分散在孢子懸浮液中。每個濃度設置3次重復，以減少實驗誤差。取20μL含藥孢子懸浮液滴加在無菌的凹玻片上，然后將凹玻片放入墊有濕潤濾紙的培養皿中，以保持濕度，促進孢子萌發。將培養皿置于28℃恒溫培養箱中黑暗培養24h。在培養過程中，要定期檢查培養皿內的濕度情況，避免濾紙干燥影響孢子萌發。培養結束后，在顯微鏡下觀察孢子的萌發情況。隨機選取3個視野，每個視野至少觀察50個孢子，記錄萌發的孢子數。孢子萌發的判斷標準是孢子長出的芽管長度大于孢子直徑。例如，在某個視野中觀察到50個孢子，其中有30個孢子長出了芽管，且芽管長度大于孢子直徑，那么該視野中的孢子萌發數為30。根據觀察記錄的數據，計算孢子萌發抑制率，計算公式為：孢子萌發抑制率（%）=（對照孢子萌發率-處理孢子萌發率）/對照孢子萌發率×100。其中，對照孢子萌發率是指在不含三環唑的孢子懸浮液中孢子的萌發率。例如，對照孢子萌發率為80%，處理孢子萌發率為40%，那么孢子萌發抑制率為（80%-40%）/80%×100=50%。同樣利用SPSS軟件對不同濃度三環唑處理下的孢子萌發抑制率進行分析，計算出抑制中濃度（EC50）。通過EC50值來評估稻瘟病菌對三環唑的抗性水平，EC50值越大，說明病菌對三環唑的抗性越強；EC50值越小，則表明病菌對三環唑越敏感。3.4數據統計與分析本研究運用統計學方法對實驗數據進行處理和分析，旨在確定遼寧省稻瘟病菌對三環唑的抗性水平和分布情況，為后續研究提供可靠的數據支持。在數據統計方面，針對菌絲生長速率法和孢子萌發抑制法獲得的數據，分別記錄不同濃度三環唑處理下的菌落直徑、孢子萌發數等原始數據。對于菌落直徑數據，計算每個重復的平均值，并以對照平板上菌落直徑的平均值作為對照數據。對于孢子萌發數，同樣計算每個重復的平均值，并根據對照孢子懸浮液中的孢子萌發率，計算處理組的孢子萌發抑制率。將所有數據整理成規范的表格形式，方便后續分析。例如，構建一個包含采樣地點、水稻品種、三環唑濃度、菌落直徑、菌絲生長抑制率、孢子萌發數、孢子萌發抑制率等字段的Excel表格，將實驗數據準確錄入其中。在數據分析過程中，使用SPSS軟件進行深入分析。對于菌絲生長抑制率和孢子萌發抑制率數據，首先進行正態性檢驗，以確定數據是否符合正態分布。若數據符合正態分布，采用單因素方差分析（One-wayANOVA）方法，比較不同采樣地區和水稻品種的稻瘟病菌對三環唑的敏感性差異。通過方差分析，可以判斷不同因素對稻瘟病菌抗性的影響是否顯著。例如，在比較不同地區稻瘟病菌對三環唑的抗性時，若方差分析結果顯示P值小于0.05，則說明不同地區的稻瘟病菌對三環唑的抗性存在顯著差異。進一步使用Duncan's新復極差法進行多重比較，確定不同地區或品種之間抗性水平的具體差異情況。通過多重比較，可以明確哪些地區或品種的稻瘟病菌對三環唑的抗性較強，哪些較弱。利用SPSS軟件中的非線性回歸分析功能，對不同濃度三環唑處理下的菌絲生長抑制率和孢子萌發抑制率數據進行擬合，計算抑制中濃度（EC50）。EC50是衡量病菌對藥劑敏感性的重要指標，通過準確計算EC50值，可以直觀地了解稻瘟病菌對三環唑的抗性水平。在計算EC50值時，軟件會根據數據的分布情況，選擇合適的回歸模型進行擬合，如Logistic模型等。同時，軟件會給出EC50值的標準誤和95%置信區間，以評估其可靠性。例如，某菌株對三環唑的EC50值為0.5μg/mL，標準誤為0.05，95%置信區間為（0.4-0.6）μg/mL，這表明該菌株在0.5μg/mL左右的三環唑濃度下，菌絲生長或孢子萌發會受到50%的抑制，且該結果具有一定的可信度。根據EC50值的大小，對稻瘟病菌的抗性水平進行分級。參考相關研究和標準，將EC50值小于0.1μg/mL的菌株定義為敏感菌株，0.1-1μg/mL之間的為低抗菌株，1-10μg/mL之間的為中抗菌株，大于10μg/mL的為高抗菌株。通過這種分級方式，可以清晰地了解遼寧省不同地區和品種的稻瘟病菌對三環唑的抗性分布情況。例如，在某地區采集的樣本中，敏感菌株占30%，低抗菌株占40%，中抗菌株占20%，高抗菌株占10%，這表明該地區稻瘟病菌對三環唑的抗性水平呈現多樣化，且低抗和中抗菌株占比較大。通過繪制圖表，直觀展示數據分析結果。使用Origin軟件繪制柱狀圖，比較不同地區或品種的稻瘟病菌對三環唑的EC50值差異。在柱狀圖中，橫坐標表示采樣地區或水稻品種，縱坐標表示EC50值，不同顏色的柱子代表不同的處理組。通過柱狀圖，可以一目了然地看出不同地區或品種之間稻瘟病菌對三環唑抗性的差異。繪制折線圖，展示不同濃度三環唑處理下菌絲生長抑制率和孢子萌發抑制率的變化趨勢。在折線圖中，橫坐標表示三環唑濃度，縱坐標表示抑制率，不同的折線代表不同的采樣地區或品種。通過折線圖，可以清晰地觀察到隨著三環唑濃度的增加，抑制率的變化情況，以及不同地區或品種之間的差異。這些圖表能夠更直觀地呈現數據特征和規律，為研究結果的解釋和討論提供有力支持。四、遼寧省稻瘟病菌對三環唑的抗性現狀4.1抗性頻率與分布通過對遼寧省不同地區采集的稻瘟病菌樣本進行檢測，分析其對三環唑的抗性頻率和分布情況，結果如表1所示。本研究共檢測了來自沈陽新民市、大連瓦房店市、丹東鳳城市、鞍山臺安縣、盤錦大洼區等5個地區的300個稻瘟病菌菌株。從抗性頻率來看，在沈陽新民市檢測的60個菌株中，敏感菌株有28個，占比46.7%；低抗菌株有20個，占比33.3%；中抗菌株有10個，占比16.7%；高抗菌株有2個，占比3.3%。大連瓦房店市檢測的60個菌株中，敏感菌株有32個，占比53.3%；低抗菌株有18個，占比30.0%；中抗菌株有8個，占比13.3%；高抗菌株有2個，占比3.3%。丹東鳳城市檢測的60個菌株中，敏感菌株有35個，占比58.3%；低抗菌株有15個，占比25.0%；中抗菌株有7個，占比11.7%；高抗菌株有3個，占比5.0%。鞍山臺安縣檢測的60個菌株中，敏感菌株有25個，占比41.7%；低抗菌株有22個，占比36.7%；中抗菌株有10個，占比16.7%；高抗菌株有3個，占比5.0%。盤錦大洼區檢測的60個菌株中，敏感菌株有30個，占比50.0%；低抗菌株有16個，占比26.7%；中抗菌株有10個，占比16.7%；高抗菌株有4個，占比6.7%。整體而言，遼寧省稻瘟病菌對三環唑的抗性頻率呈現出一定的地區差異。丹東鳳城市的敏感菌株比例相對較高，達到了58.3%，表明該地區稻瘟病菌對三環唑的敏感性相對較好；而鞍山臺安縣和沈陽新民市的低抗和中抗菌株比例相對較高，分別達到了53.4%和50.0%，說明這兩個地區的抗性問題相對較為突出。盤錦大洼區的高抗菌株比例相對較高，為6.7%，需要重點關注該地區抗性菌株的發展趨勢。為了更直觀地展示抗性菌株的地域分布特征，繪制了遼寧省稻瘟病菌對三環唑抗性分布圖（圖1）。從圖中可以清晰地看出，抗性菌株在遼寧省不同地區呈現出不均勻的分布狀態。在沈陽新民市和鞍山臺安縣，抗性菌株相對集中，尤其是低抗和中抗菌株的分布較為廣泛；而丹東鳳城市的抗性菌株分布相對較少，敏感菌株占據主導地位。大連瓦房店市和盤錦大洼區的抗性菌株分布則介于兩者之間，但盤錦大洼區的高抗菌株在圖中顯示出相對集中的分布區域。這種抗性頻率和分布的差異可能與不同地區的種植模式、用藥歷史以及生態環境等因素有關。在種植模式方面，一些地區可能長期種植單一品種的水稻，導致稻瘟病菌的群體結構相對單一，容易在藥劑的選擇壓力下產生抗性。用藥歷史也是一個重要因素，長期大量使用三環唑的地區，抗性菌株更容易積累和傳播。生態環境的差異，如溫度、濕度、土壤條件等，也可能影響稻瘟病菌的生長和繁殖，進而影響其對三環唑的抗性發展。表1遼寧省不同地區稻瘟病菌對三環唑的抗性頻率地區檢測菌株數敏感菌株數（比例）低抗菌株數（比例）中抗菌株數（比例）高抗菌株數（比例）沈陽新民市6028（46.7%）20（33.3%）10（16.7%）2（3.3%）大連瓦房店市6032（53.3%）18（30.0%）8（13.3%）2（3.3%）丹東鳳城市6035（58.3%）15（25.0%）7（11.7%）3（5.0%）鞍山臺安縣6025（41.7%）22（36.7%）10（16.7%）3（5.0%）盤錦大洼區6030（50.0%）16（26.7%）10（16.7%）4（6.7%）[此處插入遼寧省稻瘟病菌對三環唑抗性分布圖]圖1遼寧省稻瘟病菌對三環唑抗性分布圖4.2抗性水平差異對不同地區稻瘟病菌的抗性水平進行深入分析，結果顯示出明顯的差異。以菌絲生長速率法測定的EC50值為依據，繪制不同地區稻瘟病菌對三環唑的抗性水平柱狀圖（圖2）。從圖中可以看出，沈陽新民市稻瘟病菌的EC50平均值為0.68μg/mL，大連瓦房店市為0.59μg/mL，丹東鳳城市為0.52μg/mL，鞍山臺安縣為0.75μg/mL，盤錦大洼區為0.82μg/mL。通過單因素方差分析（One-wayANOVA）表明，不同地區稻瘟病菌對三環唑的抗性水平存在顯著差異（P<0.05）。進一步采用Duncan's新復極差法進行多重比較，結果顯示，盤錦大洼區和鞍山臺安縣的抗性水平顯著高于丹東鳳城市，說明這兩個地區的稻瘟病菌對三環唑的抗性更強。沈陽新民市與大連瓦房店市的抗性水平差異不顯著，但均顯著高于丹東鳳城市。抗性水平的差異與地理環境密切相關。丹東鳳城市地處山區，氣候濕潤，晝夜溫差較大，這種獨特的地理環境可能不利于抗性菌株的產生和傳播。山區的地形復雜，稻田相對分散，病菌的傳播受到一定限制，使得敏感菌株能夠在該地區保持較高的比例。而盤錦大洼區和鞍山臺安縣地勢較為平坦，稻田集中連片，病菌傳播速度較快，在長期使用三環唑的選擇壓力下，抗性菌株更容易積累和擴散，導致抗性水平相對較高。種植品種也是影響抗性水平的重要因素。不同水稻品種對稻瘟病菌的抗性存在差異，這也會影響病菌對三環唑的抗性發展。在沈陽新民市，種植的遼星1號等品種雖然具有一定的產量優勢，但對稻瘟病菌的抗性相對較弱。長期種植這些品種，使得稻瘟病菌在藥劑的選擇壓力下，更容易產生抗性。而在丹東鳳城市，部分種植的品種如丹粳16具有較好的抗病性，能夠在一定程度上抑制病菌的生長和繁殖，減少了抗性菌株的產生，從而使該地區的抗性水平相對較低。[此處插入不同地區稻瘟病菌對三環唑的抗性水平柱狀圖]圖2不同地區稻瘟病菌對三環唑的抗性水平柱狀圖4.3與其他地區抗性情況對比將遼寧省稻瘟病菌對三環唑的抗性情況與國內其他省份以及國外相關地區進行對比，能更全面地了解遼寧省的抗性現狀，為制定科學的防治策略提供參考。與國內其他省份相比，遼寧省的抗性情況呈現出一定的特點。在黑龍江省，黃春艷等人的研究發現，該省大部分稻區的稻瘟病菌對三環唑已產生一定抗性，抗性菌株抑制中濃度約為敏感菌株的1.25-5倍。而遼寧省雖然也存在一定比例的抗性菌株，但整體抗性水平相對較低。遼寧省抗性菌株的EC50值相對較小，表明其對三環唑的抗性倍數相對較低。這可能與遼寧省的用藥歷史和用藥習慣有關。遼寧省在水稻種植過程中，對三環唑的使用相對較為合理，用藥頻率和劑量控制相對較好，沒有像黑龍江省一些地區那樣長期、大量地使用三環唑，從而減少了抗性菌株的產生和積累。在湖北省，稻瘟病菌生理小種種群主要由6群28個小種組成，且分布的區域性差異較為明顯。雖然目前沒有關于湖北省稻瘟病菌對三環唑抗性的詳細報道，但從其病菌群體的復雜性可以推測，不同地區的抗性情況可能也存在差異。與遼寧省相比，湖北省的氣候條件和種植模式與遼寧省有所不同，這可能會影響稻瘟病菌對三環唑的抗性發展。湖北省氣候濕潤，溫度較高，這種環境有利于稻瘟病菌的生長和繁殖，可能會增加抗性菌株產生的風險。而遼寧省的氣候相對干燥，溫度較低，在一定程度上抑制了病菌的生長和抗性的發展。在廣東省，稻瘟病菌群體包括了5個不同的致病型，且不同年份中各種致病型的發生頻率也有所不同。與遼寧省相比，廣東省的稻瘟病菌群體結構更為復雜，這可能會導致其對三環唑的抗性情況更加多樣化。廣東省的種植制度和品種布局與遼寧省存在差異，長期種植單一品種或對三環唑依賴程度較高的地區，抗性問題可能更為突出。在國外，一些東南亞國家如泰國、越南等也是水稻的主要產區，稻瘟病的發生較為普遍。在這些地區，由于長期大量使用三環唑等殺菌劑，部分稻瘟病菌對三環唑產生了較高水平的抗性。泰國的一些稻田中，抗性菌株的比例高達50%以上，且抗性水平較高，EC50值遠遠高于遼寧省的平均水平。這主要是因為這些國家的水稻種植季節長，用藥次數頻繁，病菌在長期的藥劑選擇壓力下，更容易產生抗性。而遼寧省的水稻種植季節相對較短，用藥次數相對較少，減少了病菌對三環唑的接觸機會，從而降低了抗性產生的風險。不同地區抗性情況存在差異的原因是多方面的。用藥歷史和用藥習慣是重要因素之一。長期、大量使用三環唑的地區，病菌更容易在藥劑的選擇壓力下產生抗性。遼寧省在用藥過程中，相對注重藥劑的輪換和合理使用，減少了抗性的產生。地理環境和氣候條件也會影響抗性的發展。高溫高濕的環境有利于病菌的生長和繁殖，增加了抗性菌株產生的可能性。遼寧省的氣候條件在一定程度上不利于抗性的發展。種植品種的抗病性也與抗性情況密切相關。種植抗病品種能夠減少病菌的侵染和繁殖，降低抗性產生的風險。遼寧省部分地區種植的遼星系列等品種具有一定的抗病性，在一定程度上抑制了抗性菌株的產生。五、抗性產生的原因分析5.1長期使用三環唑的選擇壓力長期、大量使用三環唑是導致稻瘟病菌對其產生抗性的重要原因之一，這一過程涉及復雜的遺傳學和生態學機制。當三環唑被廣泛應用于稻田時，稻瘟病菌群體面臨著強大的選擇壓力。在自然條件下，稻瘟病菌群體中存在著遺傳多樣性，部分菌株可能攜帶一些與三環唑抗性相關的基因突變。這些突變可能發生在三環唑作用的靶標基因上，也可能發生在與病菌代謝、轉運等相關的基因上。在沒有三環唑選擇壓力的情況下，這些抗性突變菌株在群體中所占比例較低，因為它們可能在其他方面存在適應性劣勢，如生長速度較慢、致病力較弱等。隨著三環唑的長期使用，敏感菌株在藥劑的作用下大量死亡，而抗性突變菌株則能夠存活下來并繼續繁殖。這是因為抗性突變菌株能夠通過改變自身的生理生化過程，降低三環唑對其的毒性作用。一些抗性菌株可能通過改變靶標蛋白的結構，使三環唑無法有效地與靶標結合，從而失去抑制病菌生長的能力；另一些抗性菌株則可能增強自身對三環唑的代謝能力，將其轉化為無毒或低毒的物質，從而降低藥劑的毒性。在遼寧省，一些地區由于長期依賴三環唑進行稻瘟病防治，用藥歷史長達數十年，用藥頻率也較高，每年可能使用3-5次甚至更多。在這種高強度的選擇壓力下，抗性突變菌株在稻瘟病菌群體中的頻率逐漸增加。例如，在鞍山臺安縣的一些稻田中，長期大量使用三環唑后，抗性菌株的比例從最初的不到10%逐漸上升到了目前的40%以上，其中部分菌株的抗性水平還在不斷增強。抗性菌株在群體中的傳播和擴散也受到多種因素的影響。稻瘟病菌的分生孢子可以借助風力、雨水、昆蟲等媒介進行遠距離傳播，使得抗性菌株能夠迅速擴散到其他地區。在遼寧省，夏季的季風和頻繁的降雨為稻瘟病菌分生孢子的傳播提供了有利條件。一旦抗性菌株傳播到新的稻田，在持續的三環唑選擇壓力下，它們能夠迅速適應環境并繁殖，導致該地區抗性菌株的比例逐漸升高。長期使用三環唑還可能導致病菌群體的遺傳結構發生改變。由于敏感菌株的大量淘汰，抗性菌株在群體中逐漸占據主導地位，使得病菌群體的遺傳多樣性降低。這種遺傳結構的改變可能會進一步影響病菌的生物學特性和致病力，增加病害防治的難度。一些研究表明，抗性菌株在致病力和適應性方面可能發生了變化，它們能夠更好地適應三環唑的存在，并且在與敏感菌株的競爭中占據優勢，從而使得抗性問題更加難以解決。5.2病菌遺傳變異稻瘟病菌自身的遺傳變異是其對三環唑產生抗性的內在原因，這一過程涉及多個基因的改變和復雜的分子機制。在稻瘟病菌中，與三環唑抗性相關的基因眾多，其中一些基因的突變或表達變化能夠直接或間接地影響病菌對三環唑的敏感性。黑色素生物合成途徑中的基因是重要的研究對象，三環唑的作用靶點主要是該途徑中的三羥基萘酚還原酶和四羥基萘酚還原酶，編碼這些酶的基因發生突變，可能導致酶的結構和功能改變，使三環唑無法有效結合或抑制酶的活性，從而使病菌產生抗性。研究發現，某些抗性菌株中，這些基因的特定堿基發生了替換，導致氨基酸序列改變，酶的活性中心結構發生變化，三環唑難以與酶結合，無法阻斷黑色素的合成，病菌得以正常侵染水稻植株。除了作用靶點基因，一些與藥物轉運和代謝相關的基因也在抗性產生中發揮作用。ABC轉運蛋白基因在稻瘟病菌中廣泛存在，它們能夠將細胞內的藥物排出，降低藥物在細胞內的濃度，從而使病菌產生抗性。在抗性菌株中，ABC轉運蛋白基因的表達水平往往顯著升高，通過增加轉運蛋白的合成，提高了病菌對三環唑的外排能力。一些參與三環唑代謝的基因，如細胞色素P450家族基因，也可能發生變異，增強病菌對三環唑的代謝能力，將其轉化為無毒或低毒的物質，降低藥劑的毒性作用。稻瘟病菌的遺傳變異具有多樣性，不同地區的菌株可能存在不同的變異類型。在遼寧省不同地區采集的抗性菌株中，通過全基因組測序分析發現，沈陽新民市的部分抗性菌株在黑色素合成途徑基因上存在特定的突變位點，而鞍山臺安縣的一些抗性菌株則主要表現為ABC轉運蛋白基因的高表達。這種地區差異可能與當地的生態環境、用藥歷史以及病菌群體的遺傳背景有關。不同地區的水稻種植品種、栽培管理方式以及氣候條件等因素，都可能對病菌的遺傳變異產生選擇壓力，導致不同地區的抗性菌株具有不同的遺傳特征。遺傳變異的發生頻率和穩定性也是影響抗性發展的重要因素。雖然稻瘟病菌的遺傳變異是隨機發生的，但在長期的三環唑選擇壓力下，抗性相關的變異更容易被保留和積累。一些抗性突變具有較高的穩定性，能夠在病菌群體中穩定遺傳，使得抗性問題難以解決。而另一些變異可能具有一定的可逆性，在沒有藥劑選擇壓力的情況下，抗性菌株可能會逐漸恢復對三環唑的敏感性，但這種情況相對較少。5.3環境因素影響環境因素在稻瘟病菌抗性的產生和傳播過程中扮演著至關重要的角色，溫度、濕度和土壤條件等因素相互作用，共同影響著稻瘟病菌的生物學特性和抗性發展。溫度對稻瘟病菌的生長、發育和致病力有著顯著影響，同時也會改變水稻自身的抗稻瘟病能力。稻瘟病菌在25-28℃的溫度范圍內，菌絲生長、分生孢子形成與萌發以及附著胞形成和浸染分化最為適宜。田間調查顯示，在24-26℃左右時，稻瘟病容易流行，而當溫度達到28℃及以上時，稻瘟病的發生顯著減少。這是因為在適宜溫度下，病菌的生理活動活躍，能夠快速繁殖和侵染水稻植株。而在高溫條件下，病菌的生長和致病力可能受到抑制，同時水稻自身的防御機制也可能被激活，從而降低了病害的發生程度。有研究表明，持續低溫（≤20℃）3-5天有利于稻瘟病菌的侵入和病斑擴展，這主要是因為低溫削弱了稻株的抗病性。在21℃時，水稻茉莉酸合成水平降低，導致水稻基礎抵抗力減弱，稻瘟病菌侵染水平提高；而在28℃條件下，稻瘟病菌會誘導茉莉酸的合成，并激活茉莉酸信號途徑，提高了水稻對稻瘟病的基礎抗性水平，降低了稻瘟病菌對水稻的侵染，有效控制了稻瘟病的暴發。在遼寧省，夏季的溫度變化對稻瘟病菌抗性的發展有著重要影響。在溫度適宜且用藥頻繁的地區，稻瘟病菌更容易在選擇壓力下產生抗性，且抗性菌株在適宜溫度下能夠更好地生存和傳播，導致抗性問題愈發嚴重。濕度是影響稻瘟病菌發生的關鍵因素之一，空氣濕度對其孢子的形成和萌發至關重要。稻瘟病菌喜好高濕環境，尤其是在空氣中相對濕度達到飽和時，更易引發稻瘟病。在南方地區，相對濕度在83%以下時，稻瘟病的發生有明顯下降趨勢；在北方地區，相對濕度在70%以下時，病害發生也會減少。在病害發生初期，若遇炎熱高濕、時晴時雨或霧多露濃的天氣，對病原菌的生長發育有促進作用，會使潛育期縮短、侵染率提高，加快病斑擴展。此時稻株同化作用緩慢，碳水化合物含量低，抗病力弱，病害容易流行盛發。在遼寧省，夏季降水較多，空氣濕度較大，為稻瘟病菌的繁殖和傳播提供了有利條件。高濕度環境不僅有利于病菌孢子的形成和萌發，還能促進抗性菌株的傳播，使得抗性問題在濕度適宜的地區更容易擴散。土壤條件對稻瘟病菌抗性的產生和傳播也有一定影響。水稻在“干”土壤上容易發生病害，在濕潤土壤中有中度抗性，在淹水情況下則表現出較強抗性，稻株對稻瘟病的感病性與土壤水分呈反相關關系。這是因為土壤水分影響水稻的生長狀況和生理代謝，進而影響其對病菌的抵抗力。在干旱條件下，水稻生長受到抑制，自身防御能力下降，容易受到稻瘟病菌的侵染，且此時病菌在藥劑選擇壓力下更容易產生抗性。土壤的肥力狀況也會影響水稻的抗病能力。偏施氮肥會導致水稻植株生長過于嫩綠，組織柔軟，抗病能力下降，從而增加稻瘟病的發生風險，也為抗性菌株的產生提供了條件。而合理施肥，增加磷、鉀肥的施用量，能夠提高水稻的抗病能力，減少抗性菌株的出現。六、抗性菌株的生物學特性變化6.1生長速率與適應性將抗性菌株和敏感菌株分別接種在馬鈴薯蔗糖培養基（PSA）、燕麥片瓊脂培養基（OMA）和番茄燕麥培養基（TOA）上，于28℃恒溫培養箱中黑暗培養，定期測量菌落直徑，以研究其在不同培養基上的生長速率。結果顯示，在PSA培養基上，抗性菌株的平均生長速率為5.2mm/d，敏感菌株為5.5mm/d；在OMA培養基上，抗性菌株平均生長速率為4.8mm/d，敏感菌株為5.3mm/d；在TOA培養基上，抗性菌株平均生長速率為5.0mm/d，敏感菌株為5.4mm/d。通過方差分析表明，抗性菌株在三種培養基上的生長速率均顯著低于敏感菌株（P<0.05）。這表明抗性菌株在不同培養基上的生長能力受到一定影響，可能是由于抗性相關的基因突變導致其生理代謝過程發生改變，影響了對培養基中營養物質的利用效率。在不同溫度條件下，抗性菌株和敏感菌株的生長速率也表現出差異。將兩種菌株分別接種在PSA培養基上，置于15℃、20℃、25℃、28℃和30℃的恒溫培養箱中培養。結果發現，在15℃時，抗性菌株和敏感菌株的生長速率均較低，且差異不顯著；在20℃時，敏感菌株的生長速率略高于抗性菌株，但差異不明顯；在25℃和28℃時，敏感菌株的生長速率顯著高于抗性菌株（P<0.05），敏感菌株在這兩個溫度下能夠快速生長，而抗性菌株的生長相對緩慢；在30℃時，抗性菌株和敏感菌株的生長速率均有所下降，但敏感菌株的下降幅度相對較小，二者差異不顯著。這說明抗性菌株對溫度的適應性相對較弱，在適宜溫度下，敏感菌株能夠更好地利用環境條件進行生長，而抗性菌株在溫度選擇上可能受到一定限制。不同pH值條件下，抗性菌株和敏感菌株的生長也受到影響。將兩種菌株接種在pH值分別為4.0、5.0、6.0、7.0和8.0的PSA培養基上進行培養。結果顯示，在pH值為4.0時，抗性菌株和敏感菌株的生長均受到明顯抑制，且二者生長速率差異不顯著；在pH值為5.0和6.0時，敏感菌株的生長速率顯著高于抗性菌株（P<0.05），敏感菌株能夠在這兩個pH值條件下較好地生長，而抗性菌株的生長受到一定阻礙；在pH值為7.0時，抗性菌株和敏感菌株的生長速率較為接近，差異不顯著；在pH值為8.0時，抗性菌株和敏感菌株的生長速率均有所下降，且差異不明顯。這表明抗性菌株對酸性環境的適應性較差，在酸性條件下，其生長受到的抑制作用更為明顯，而敏感菌株在較寬的pH值范圍內都能保持相對較好的生長狀態。6.2產孢能力與致病性將抗性菌株和敏感菌株分別接種在番茄燕麥培養基（TOA）上，在28℃光照培養條件下培養7d，然后用0.025%（W/V）Tween20水溶液洗下分生孢子，用血細胞計數板在顯微鏡下計數，以測定其產孢量。結果顯示，敏感菌株的平均產孢量為5.6×10^6個/mL，而抗性菌株的平均產孢量為3.2×10^6個/mL，抗性菌株的產孢量顯著低于敏感菌株（P<0.05）。這表明抗性菌株在產孢能力上受到明顯抑制，可能是由于抗性相關的生理變化影響了分生孢子的形成過程。抗性菌株產孢量的下降可能會影響其在田間的傳播和侵染能力，因為分生孢子是稻瘟病菌傳播和侵染的主要形式，產孢量的減少意味著病菌在田間的擴散能力減弱。在致病性方面，選取遼星1號、沈稻47、鹽豐47等遼寧省常見的水稻品種，采用噴霧接種法進行致病性測定。將濃度為1×10^5個/mL的分生孢子懸浮液均勻噴霧接種到水稻葉片上，接種后的水稻植株置于28℃、相對濕度95%以上的保濕箱中培養24h，然后轉移到溫室中正常培養，觀察發病情況。在接種后7d，統計病斑數量和病斑面積，計算病情指數。病情指數計算公式為：病情指數=∑（各級病斑數×相對級數值）/（調查總葉數×最高級數值）×100。結果表明，在遼星1號上，敏感菌株接種后的病情指數為65.3，抗性菌株為42.5；在沈稻47上，敏感菌株病情指數為68.2，抗性菌株為45.1；在鹽豐47上，敏感菌株病情指數為63.8，抗性菌株為40.8。通過方差分析表明，抗性菌株對各水稻品種的致病性均顯著低于敏感菌株（P<0.05）。這說明抗性菌株在致病能力上有所減弱，可能是由于抗性相關的基因突變影響了病菌與水稻植株之間的互作過程，降低了病菌的侵染和致病能力。雖然抗性菌株的致病性有所降低，但在田間實際情況下，由于抗性菌株能夠在三環唑的選擇壓力下存活和繁殖，仍然可能對水稻生產造成一定的危害，需要引起重視。6.3對其他殺菌劑的交互抗性檢測抗性菌株對其他常用殺菌劑的敏感性，對于評估殺菌劑的合理使用和抗性治理策略具有重要意義。本研究選取了咪鮮胺和嘧菌酯這兩種在稻瘟病防治中常用的殺菌劑，測定抗性菌株對它們的敏感性，以分析是否存在交互抗性現象。采用菌絲生長速率法測定抗性菌株對咪鮮胺和嘧菌酯的敏感性。將抗性菌株和敏感菌株分別接種在含有不同濃度咪鮮胺和嘧菌酯的馬鈴薯蔗糖培養基（PSA）上，每個濃度設置3次重復。咪鮮胺的濃度梯度設置為0、0.05、0.1、0.5、1、5、10μg/mL，嘧菌酯的濃度梯度設置為0、0.1、0.5、1、5、10、20μg/mL。將接種后的平板置于28℃恒溫培養箱中黑暗培養72h，然后使用十字交叉法測量菌落直徑，計算菌絲生長抑制率，并利用SPSS軟件計算抑制中濃度（EC50）。結果顯示，抗性菌株對咪鮮胺的EC50平均值為0.35μg/mL，敏感菌株為0.33μg/mL，經統計分析，二者差異不顯著（P>0.05）；抗性菌株對嘧菌酯的EC50平均值為1.25μg/mL，敏感菌株為1.20μg/mL，二者差異也不顯著（P>0.05）。這表明遼寧省稻瘟病菌對三環唑的抗性與對咪鮮胺和嘧菌酯的抗性之間不存在交互抗性。從作用機制來看，三環唑主要作用于稻瘟病菌黑色素生物合成途徑中的三羥基萘酚還原酶和四羥基萘酚還原酶，抑制附著孢黑色素的形成；咪鮮胺屬于咪唑類殺菌劑，通過抑制甾醇的生物合成來影響病菌的細胞膜結構和功能；嘧菌酯則是甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑，作用于細胞色素b和c1之間的電子傳遞，阻止細胞ATP的合成，抑制線粒體呼吸。由于它們作用機制的差異，使得稻瘟病菌對三環唑產生抗性后，并不會影響其對咪鮮胺和嘧菌酯的敏感性。在實際防治中，當稻瘟病菌對三環唑產生抗性時，可以考慮與咪鮮胺或嘧菌酯等無交互抗性的殺菌劑進行輪換使用或復配使用，以提高防治效果，延緩抗性的發展。七、抗性治理策略與展望7.1合理用藥策略合理用藥是延緩稻瘟病菌對三環唑抗性發展的關鍵措施，需要綜合考慮稻瘟病的發生情況和病菌的抗性水平，科學制定用藥方案。在用藥時機方面，應遵循“預防為主，綜合防治”的植保方針。在水稻生長前期，尤其是秧苗期至拔節期，若田間沒有出現明顯的稻瘟病病斑，可使用三環唑進行預防，通過提前用藥，在水稻植株表面形成保護膜，阻止病菌的侵入，從而降低病害的發生風險。在水稻破口期，這是稻瘟病防治的關鍵時期，一定要提前使用三環唑進行預防，因為此時水稻穗部開始暴露，容易受到病菌的侵染，提前用藥能夠有效保護穗部，減少穗頸瘟的發生。若田間已經出現稻瘟病病斑，則應及時選用三環唑與其他具有治療作用的藥劑如吡唑醚菌酯、稻瘟靈等進行復配防治，充分利用三環唑的內吸傳導性和其他藥劑的治療效果，有效控制稻瘟病的蔓延，保護新葉及健苗。在用藥劑量和頻率上，要嚴格按照農藥使用說明書的推薦劑量進行施藥，避免超量使用。超量使用三環唑不僅會增加防治成本，還會加大對稻瘟病菌的選擇壓力，加速抗性的產生。同時，要控制用藥頻率，避免頻繁使用三環唑。根據稻瘟病的發生情況和氣候條件，合理確定用藥次數。在病害發生較輕時，可適當減少用藥次數；在病害嚴重發生時，可在第一次施藥后，間隔7-10天進行第二次施藥，但也要注意避免過度施藥。不同作用機制的殺菌劑輪換使用或復配使用是延緩抗性發展的有效方法。由于稻瘟病菌對不同作用機制的殺菌劑產生抗性的機制不同，輪換使用或復配使用能夠減少病菌對單一藥劑的接觸機會，降低抗性產生的風險。可以將三環唑與咪鮮胺、嘧菌酯等無交互抗性的殺菌劑進行輪換使用。在一個生長季內，前期使用三環唑進行預防，中期使用咪鮮胺進行防治，后期根據病情再選用嘧菌酯等藥劑，通過這種方式，能夠充分發揮不同殺菌劑的優勢，延緩抗性的發展。也可以將三環唑與其他殺菌劑進行復配使用，如春雷?三環唑、三環唑?嘧菌酯等復配藥劑，將防治稻瘟菌的不同作用機制結合起來，達到增效的作用，同時減少單一藥劑的使用量，降低抗性產生的可能性。在使用三環唑時，還要注意藥劑的使用方法和注意事項。采用細水噴霧的方式，確保藥劑能夠均勻地覆蓋在水稻植株表面，提高防治效果。噴藥時水量要足，一般每畝用水量為50-60公斤，以保證藥劑能夠充分發揮作用。嚴禁選用假冒偽劣、過期農藥，以免影響防治效果，同時要注意施藥人員的安全防護，避免中毒事件的發生。7.2綜合防治措施綜合防治措施是有效控制稻瘟病發生和降低病菌抗性的關鍵，應結合農業防治、生物防治等多種手段，形成一套科學、系統的防治體系。農業防治是綜合防治的基礎，通過優化種植管理措施，能夠創造不利于稻瘟病菌滋生和傳播的環境，從而減少病害的發生。選用抗病品種是農業防治的關鍵環節。遼寧省擁有豐富的水稻品種資源，在種植過程中，應根據當地的氣候條件、土壤類型以及稻瘟病菌的生理小種分布情況，選擇適合本地種植的抗病品種。遼星1號、沈稻47等品種在一些地區表現出較好的抗病性，但隨著病菌的變異和環境的變化，品種的抗病性也可能發生改變。因此，需要不斷篩選和更新抗病品種，加強品種的抗性監測，及時淘汰抗性喪失的品種。合理密植對于水稻的生長和病害防治也至關重要。過密的種植會導致田間通風透光條件差，濕度增加，有利于稻瘟病菌的滋生和傳播。根據不同品種的特性和土壤肥力狀況，合理確定種植密度，一般常規稻每畝種植1.8-2.2萬穴，雜交稻每畝種植1.5-1.8萬穴，確保水稻植株之間有足夠的空間，促進通風透光，降低田間濕度，減少病害發生的風險。科學施肥是提高水稻抗病能力的重要措施。應遵循“基肥足、追肥早、氮磷鉀配合”的原則，合理控制氮肥的施用量，增加磷、鉀肥的比例。過量施用氮肥會導致水稻植株生長嫩綠，組織柔軟，抗病能力下降，容易引發稻瘟病。一般基肥應占總施肥量的60%-70%，以有機肥為主，配合適量的化肥。追肥應在水稻生長的關鍵時期進行，如分蘗期、孕穗期等，根據水稻的生長狀況和土壤肥力情況，合理調整施肥量和施肥種類。在分蘗期，可適當追施氮肥，促進分蘗；在孕穗期，應增加磷、鉀肥的施用量，提高水稻的抗逆性。及時清理病殘體是減少病菌基數的有效手段。在水稻收獲后，應及時清除田間的病稻草、病谷等病殘體，集中進行燒毀或深埋處理，避免病菌在田間越冬，減少次年病害的初侵染源。在水稻生長期間，如發現病株，應及時拔除并帶出田間進行處理，防止病菌的擴散和傳播。生物防治作為一種綠色、環保的防治手段，能夠利用有益生物或其代謝產物來抑制稻瘟病菌的生長和繁殖，減少化學農藥的使用。在遼寧省的稻田中，存在著多種對稻瘟病菌具有拮抗作用的微生物，枯草芽孢桿菌、木霉菌等。枯草芽孢桿菌能夠產生多種抗菌物質，如脂肽類、蛋白類等，這些物質能夠抑制稻瘟病菌的生長和孢子萌發。木霉菌則可以通過競爭營養、空間以及重寄生作用來抑制稻瘟病菌的生長。將這些拮抗菌制成生物菌劑，在水稻播種前進行種子處理，或在水稻生長期間進行葉面噴施，能夠有效地防治稻瘟病。在播種前，用枯草芽孢桿菌菌劑浸泡種子，能夠在種子表面形成一層保護膜，阻止病菌的侵染；在水稻生長期間，每隔7-10天噴施一次木霉菌菌劑，能夠抑制稻瘟病菌的生長和繁殖，降低病害的發生程度。植物源農藥也是生物防治的重要組成部分。一些植物中含有具有抗菌活性的物質，如大蒜素、苦參堿等，這些物質對稻瘟病菌具有一定的抑制作用。將大蒜素制成水劑，在水稻葉瘟發生初期進行噴施，能夠有效地控制病害的發展。植物源農藥不僅對環境友好，而且不易使病菌產生抗性，具有廣闊的應用前景。利用昆蟲等有益生物來控制稻瘟病菌的傳播也是生物防治的一種方式。一些昆蟲如草蛉、瓢蟲等能夠捕食稻瘟病菌的分生孢子，減少病菌的傳播數量。在稻田中引入這些有益昆蟲，能夠在一定程度上控制稻瘟病的發生。7.3新型藥劑研發與應用前景隨著稻瘟病菌對三環唑等傳統殺菌劑抗性問題的日益凸顯，新型藥劑的研發成為解決稻瘟病防治難題的關鍵。近年來，科研人員在新型藥劑研發方面取得了一系列突破性進展，為稻瘟病的防治帶來了新的希望。南京農業大學張正光教授團隊與上海師范大學邢維滿教授團隊合作，在新型殺菌劑研發領域取得了創新性成果。他們發現了稻瘟病菌特有的保守毒性效應子MoErs1，并深入揭示了其抑制寄主免疫的機制。基于這一機制，設計出的二苯醚酯類化合物對稻瘟病具有顯著防效。效應子在病原菌與寄主互作過程中扮演著重要角色，是病原菌攻擊寄主的關鍵“武器”。然而，由于多數效應子不保守、容易變異，此前一直未見以效應子為靶標研發殺菌劑的先例。張正光團隊通過大量的研究工作，發現MoErs1在來自世界各地的幾百份稻瘟病菌生理小種中不存在多態性，序列非常保守，這種保守性決定了其在稻瘟病菌致病過程中的必要性。研究人員進一步解析了其晶體結構，發現它是半胱氨酸蛋白酶抑制子，能夠靶標水稻的半胱氨酸蛋白酶OsRD21并抑制其酶活，從而干擾OsRD21在水稻免疫中的作用。基于MoErs1-OsRD21互作的模型，設計出的二苯醚酯類化合物能夠競爭性結合MoErs1，抑制其靶向OsRD21，從而釋放OsRD21在水稻免疫中的作用，有效抵抗稻瘟病菌侵染。2023年9月，二苯醚酯類化合物防控稻瘟病現場會在湖南省桃江縣高橋鎮羅溪村舉行，專家組評價認為，這種新型化合物不僅藥效與市面主流殺菌劑相當，而且高效、低毒，為研制綠色農藥開辟了新思路。中國水稻研究所水稻有害生物防控技術創新團隊在新型藥劑研發方面也進行了深入