植物保护案例分析井冈霉素研发.pptx

水稻纹枯病的危害水稻纹枯病是水稻的重要病害之一，广泛分布于世界各产稻区，尤以高产稻区危害更为突出。此病引起鞘枯和叶枯，使水稻结实率下降，秕谷率增加，粒重减轻，一般减产10-20%，发生严重时，减产超过30%。我国水稻纹枯病每年发生面积在2000万公顷左右，是水稻高产稳产的严重障碍。纹枯病的病原为瓜亡革菌Thanatephorus cucumeris Frank Donk.，属担子菌门真菌，其无性态为立枯丝核菌Rhizoctonia solani Khn，属半知菌类真菌。第1页/共16页水稻纹枯病的危害第2页/共16页水稻纹枯病的危害第3页/共16页水稻纹枯病的防治水稻没有高抗纹枯病的抗病品种。栽培防治。使用杀菌剂是防治该病的主要方法。上世纪70年以前，主要用有机砷制剂，如甲基胂酸铁铵田安和甲基胂酸锌稻脚青等，由于其药害与安全性问题，必须开发新型高效、低毒、安全的杀菌剂替代其用于稻纹枯病防治。第4页/共16页井冈霉素发现经过1966年，日本武田制药公司从日本兵库县明石市土壤中分离的吸水链霉菌柠檬变种Streptomyces hygroscopicus var.limoneus中筛选到有效霉素Validamycin。该抗菌素在普通室内条件下对立枯丝核菌没有作用，但是用蚕豆叶片法和温室稻苗法则表现出良好的效果。经日本连续四年的大田试验，证明对水稻纹枯病有较好的预防和治疗作用，其效果与田安相同，药效持续期比较长。而且对人畜、鱼类、家蚕、天敌均极为安全，对水稻无药害，在稻米和土壤中无残留。1972年下半年由武田制药公司正式投入生产，当年产值即达五亿日元，产量达2300吨。同年被日本十几个县用于防治水稻纹枯病，使用面积达10万公顷。第5页/共16页链霉菌的形态与生活史第6页/共16页我国研究井冈霉素上世纪70年代初，我国在沈寅初先生带领下，上海农药研究所开始筛选Validamycin。从井冈山土壤中分离的吸水链霉菌井冈变种Streptomyces hygroscopicus var.jingganggensis可产生Validamycin，将其命名井冈霉素jingganmycin。对R.solani菌的抑制活性MIC值达到0.01 mg/L；用于田间防治水稻纹枯病，每亩用药3-5g即可达到90%左右的防效，1次用药可维持20-30 d的效果，用有效剂量的30倍也不会对水稻产生药害；井冈霉素对小白鼠的LD50为10000 mg/kg以上，对哺乳动物非常安全；井冈霉素在环境中易被分解，对有益生物及水生动物均无显著毒性。70年代中期在浙江、江苏、上海等地开始产业化生产，自研制成功至今，在我国经久不衰地使用了30多年，未发现抗药性，是我国防治水稻纹枯病应用最广的农药，有“第一杀菌剂”之称。第7页/共16页井冈霉素的结构与组成井冈霉素是多组分的含葡萄糖弱碱性氨基环醇类抗生素，主要成分有A、B、C、D、E、F、G、H，其中组分A、E、F的活性最高，对立枯丝核菌R.solani的MIC值达到0.01 mg/L。井冈霉素A在纹枯病菌细胞内通过-D-糖苷酶的作用，水解产生井冈羟胺A。0.1 mg/L的井冈羟胺A就能完全抑制纹枯菌海藻糖酶活性，进而抑制了纹枯病菌的能量代谢，降低了菌丝的生长速率。第8页/共16页井冈霉素长期大量使用，纹枯病菌为什么没有对其产生显著的抗药性？井冈霉素防治水稻纹枯病有其独特的机理：1 没有杀死作用，它使纹枯病菌菌丝体形成不正常分枝而削弱纹枯病菌的致病力，尤其是对菌丝体主枝的影响。而井冈霉素本身对抗性菌株没有筛选作用，一旦井冈霉素作用消失，纹枯病菌仍能恢复正常生长。2 对植株进行诱导，使植株对病菌产生抗性。在PDA培养基上井冈霉素A对水稻纹枯病菌理论抑制作用仅是田间活体植株上对病菌实际作用效果的1/10。井冈霉素在植物体体内对水稻纹枯病菌的作用明显大于离体条件下药剂的直接作用。即使存在少量抗性纹枯病菌株，也很难因药物的筛选作用而使整个群体成为抗性群体 第9页/共16页为什么药剂防治是水稻纹枯病防治的主要手段？井冈霉素的发现与应用有何启示纹枯病菌是一种寄主范围非常广泛的植物病原菌，水稻没有高抗该菌的品种，而打涝菌核及加强肥水管理等措施费工时且难易达到很好的防治效果，因而，化学防治以其简单、方便、见效快、效果好的优点而成为防治该病害的主要防治手段。在上世纪70年代以前，防治纹枯病的药剂主要是有机砷制剂，如田安、稻脚青等，虽然其防治效果较好，但是其对水稻的药害与安全性问题限制了其应用。第10页/共16页为什么药剂防治是水稻纹枯病防治的主要手段？井冈霉素的发现与应用有何启示井冈霉素以其高效、药力持久、毒性低、安全性高，以及成本低廉等优点，成为一种理想的生物农药，在我国经久不衰地使用了30多年，在我国水稻纹枯病防控中发挥了关键作用。在井冈霉素筛选过程中，用常规的病原菌抑制法并不能发现井冈霉素对纹枯病菌的高效抑制作用，只是在稻苗法和蚕豆叶片法测定中，井冈霉素才表现出显著的防治效果。在农药筛选中应该采用多种方法相结合，应该注重田间条件或者模拟田间条件的筛选方法，才可能不至于漏筛有用的候选物质。第11页/共16页为什么井冈霉素能够经久不衰地使用30多年？近年井冈霉素“第一杀菌剂”称号不保的原因是什么？井冈霉素之所以能够经久不衰地使用30多年，主要原因一是井冈霉素对纹枯病的高效性与持久性；二是防治成本的低廉性；三是纹枯病发生的普遍性，市场稳定；四是纹枯病没有对井冈霉素产生显著的抗药性，这是最主要的原因。近年来，井冈霉素的市场份额有所下降，己唑醇已经取代了其第一杀菌剂的地位。井冈霉素使用量下降的主要因素有三个：第12页/共16页为什么井冈霉素能够经久不衰地使用30多年？近年井冈霉素“第一杀菌剂”称号不保的原因是什么？新型药剂产品不断涌现，抢占了井冈霉素的市场份额。目前防治水稻纹枯病最大品种是己唑醇，虽然己唑醇防治水稻纹枯病单批次用药成本比井冈霉素高，但用药次数少，总成本比井冈霉素低。咪鲜胺和戊唑醇也是分食井冈霉素大蛋糕的两个主要产品。这两种杀菌剂属于低毒农药，主要防治水稻纹枯病、稻曲病和稻瘟病。另外，丙环唑、甲基硫菌灵甲基托布津和多抗霉素B在水稻纹枯病防治上的市场份额也呈上升趋势。除此以外，还有大量的复配品种上市，也对井冈霉素市场进行挤压。第13页/共16页为什么井冈霉素能够经久不衰地使用30多年？近年井冈霉素“第一杀菌剂”称号不保的原因是什么？井冈霉素药效下降，市场失宠。井冈霉素对其他病害防效较差，尤其对发展迅速的大棚瓜果、蔬菜等经济作物上的病害防治方面表现不佳。井冈霉素长期价格较低，近几年来农药生产成本飞涨，杀菌剂价格大都水涨船高，但井冈霉素价格上调却很难，长期低廉的价格使井冈霉素的盈利空间缩小，降低了生产商与经销商的积极性。第14页/共16页谢 谢第15页/共16页感谢您的观看！第16页/共16页