季铵盐类化合物对几种蔬菜致病菌的生物活性及应用前景探讨

论文摘要

本文以几种不同的季铵盐类化合物为研究对象,测定了其对蔬菜主要病原真菌、细菌的室内毒力,研究了其对番茄灰霉病菌和黄瓜菌核病菌的部分生物学特性的影响,探讨了其对病原真菌的作用机制,进行了田间防效和安全性评价试验。旨在明确其在蔬菜病害防治中的应用潜力,并为其实际应用提供理论和实践依据。利用菌丝生长速率法测定了5种季铵盐类化合物对番茄灰霉病菌、番茄早疫病菌、黄瓜菌核病菌、黄瓜枯萎病菌、黄瓜蔓枯病菌的室内毒力,采用子叶涂抹分生孢子悬浮液发病后活体喷雾的方法测定了药剂对黄瓜白粉病菌的室内毒力,采用最低抑制浓度法测定了药剂对番茄青枯病菌、白菜黑腐病菌和姜瘟病菌等三种病原细菌的室内毒力。筛选出了两种活性较高的季铵盐类化合物1227和C8-10。室内毒力测定结果显示,两者对供试五种病原真菌均有较高的活性。其中对番茄灰霉病菌、番茄早疫病菌、黄瓜菌核病菌的EC50值均在10μg/mL以下,毒力与常规对照药剂相当或略低,对黄瓜白粉病菌和黄瓜蔓枯病菌的EC50值在10～20μg/mL之间,对黄瓜枯萎病菌的毒力相对较低,EC50值在20～25μg/mL。对3种病原细菌的毒力结果表明,对姜瘟病菌毒力较低,两者对番茄青枯病菌和白菜黑腐病菌活性较高,其最低抑制浓度在7.5μg/mL以下,其毒力明显高于铜制剂乙酸铜,与硫酸链霉素相当。两者对番茄灰霉病菌和黄瓜菌核病菌的部分生物学特性的影响结果表明,1227和C8-10对病原真菌菌丝生长和分生孢子的萌发具有强烈的抑制作用,两者在20μg/mL处理时对菌丝干重的抑制率达90%以上,且可完全抑制分生孢子的萌发;C8-10可明显抑制番茄灰霉病菌的产孢量,40μg/mL处理的抑制率达95%;经两者处理后番茄灰霉病菌和黄瓜菌核病菌菌核形成数量有所减少,EC90浓度处理对黄瓜菌核病菌菌核形成抑制率在70%左右,40μg/mL处理对番茄灰霉病菌菌核形成抑制率在50%左右,而两者对菌核单重和菌核萌发影响较小。毒力稳定性试验发现,两药剂毒力发挥较稳定,受水解和光解的影响较小。在作用机制研究中,观察了药剂对番茄灰霉病菌菌丝生长形态、分生孢子萌发形态和细胞壁结构的影响;测定了其对病原菌细胞膜透性和菌丝体及分生孢子呼吸作用的影响,初步探讨了药剂对番茄灰霉病菌果胶酶和羧甲基羧甲基纤维素酶等两种细胞壁降解酶产生的影响。结果表明,季铵盐类化合物40μg/mL处理使菌丝明显变粗、节间变短或膨大、分枝处缢缩、细胞内含物聚集,分生孢子芽管变粗变短膨胀、数目减少、基部明显膨大等畸形现象,扫描电镜观察发现40μg/mL处理可使细胞壁表面出现不同程度的破损,形成多个大小不一的孔洞。随着时间的推移,菌液的电导率明显变大,说明1227和C8-10可导致病原菌细胞膜通透性增大,使胞内大量的电解质渗出胞外,两者进入细胞内后,使胞内的酶失活和蛋白质变性,进而影响呼吸和酶的产生及活性的发挥等正常生理生化活动,对菌丝和分生孢子呼吸作用影响试验中发现,药剂处理后5min之内呼吸加速,之后呼吸逐渐受到抑制直至呼吸作用停止;对细胞壁降解酶产生及活性影响试验表明,季铵盐类化合物2.5和5μg/mL即可分别明显抑制聚甲基半乳糖醛酸酶（PMG）和多聚半乳糖醛酸酶（PG）的产生和活性,5μg/mL可明显抑制羧甲基纤维素酶的产生及活性,且C8-10的抑制作用更明显。进行了田间药效试验及安全性评价试验,结果表明,10%1227水剂和10%C8-10水剂用量在60g/hm2～90g/hm2对成株期番茄灰霉病、黄瓜菌核病和黄瓜白粉病均表现出优良的防治效果,药效分别与常规对照杀菌剂腐霉利和腈菌唑相当,且作用迅速、药效持久,对黄瓜和番茄相对安全。对番茄的安全性高于黄瓜,在出苗前期和生长中期对黄瓜的使用安全剂量宜小于100μg/mL,对番茄的安全使用剂量宜小于200μg/mL。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 季铵盐类化合物的种类及发展史
• 1.2 季铵盐类化合物的性能概述
• 1.2.1 季铵盐类化合物的生物效应
• 1.2.2 季铵盐类化合物的渗透性能
• 1.2.3 季铵盐类化合物的生物降解性能
• 1.2.4 季铵盐类化合物的毒性
• 1.3 影响季铵盐类化合物杀菌活性的因素
• 1.3.1 化学结构的影响
• 1.3.2 PH 值和温度的影响
• 1.3.3 有机物的影响
• 1.3.4 溶解度和离解度的影响
• 1.3.5 电荷密度的影响
• 1.3.6 拮抗物的影响
• 1.4 季铵盐类化合物的应用现状
• 1.4.1 在杀菌方面的应用
• 1.4.2 在道路建设方面的应用
• 1.4.3 在造纸方面的应用
• 1.4.4 在纺织方面的应用
• 1.4.5 在涂料方面的应用
• 1.4.6 在纤维染色方面的应用
• 1.4.7 在化妆品和洗涤剂方面的应用
• 1.4.8 在高新技术领域的应用的应用
• 1.4.9 在农药领域的应用
• 1.5 季铵盐类化合物的作用机理
• 1.6 研究展望
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 供试病原菌
• 2.1.2 供试植物品种
• 2.1.3 供试药剂
• 2.1.4 主要仪器及试剂
• 2.1.5 试验所用培养基及培养液
• 2.1.6 试验所用1%药剂母液
• 2.2 方法
• 2.2.1 季铵盐类化合物对病原菌的室内毒力测定
• 2.2.2 季铵盐类化合物对病原真菌部分生物学特性的影响
• 2.2.3 季铵盐类化合物的毒力稳定性
• 2.2.4 季铵盐类化合物对病原真菌的作用机制
• 2.2.5 田间防效试验
• 2.2.6 季铵盐类化合物对作物的安全性评价
• 3 结果与分析
• 3.1 季铵盐类化合物对病原菌的室内毒力
• 3.1.1 季铵盐类化合物对植物病原真菌的室内毒力
• 3.1.2 季铵盐类化合物对植物病原细菌的抑菌活性
• 3.2 季铵盐类化合物对病原真菌部分生物学特性的影响
• 3.2.1 1227 和C8-10 对病原真菌菌丝生长量的影响
• 3.2.2 1227 和C8-10 对番茄灰霉病菌产孢量的影响
• 3.2.3 1227 和C8-10 对病原真菌菌核形成及菌核干重的影响
• 3.2.4 1227 和C8-10 对番茄灰霉病菌分生孢子萌发的影响
• 3.2.5 1227 和C8-10 对黄瓜菌核病菌菌核萌发的影响
• 3.3 季铵盐类化合物的毒力稳定性
• 3.3.1 不同保存温度下药剂毒力随保存时间的变化
• 3.3.2 紫外线对1227 和C8-10 毒力的影响
• 3.4 季铵盐类化合物对病原真菌的作用机制
• 3.4.1 1227 和C8-10 对病原真菌的毒理形态观察
• 3.4.2 1227 和C8-10 对病原真菌细胞膜透性的影响
• 3.4.3 1227 和C8-10 对菌丝及分生孢子呼吸作用的影响
• 3.4.4 1227 和C8-10 对几种细胞壁降解酶产生的影响
• 3.5 田间防效
• 3.5.1 1227 和C8-10 对番茄灰霉病的田间防治效果
• 3.5.2 1227 和C8-10 对黄瓜白粉病的田间防治效果
• 3.5.31227 和C8-10 对黄瓜菌核病的田间防治效果
• 3.6 1227 和C8-10 对番茄和黄瓜的安全性评价
• 3.6.1 幼苗期安全性试验
• 3.6.2 三叶期安全性试验
• 4 讨论
• 4.1 关于季铵盐类化合物结构和活性的关系
• 4.2 关于季铵盐类化合物对病原菌的作用机制
• 4.3 季铵盐类化合物在植物病害防治中的应用潜力
• 4.4 关于季铵盐类化合物防治植物病害的应用技术探讨
• 5 结论
• 6 本论文创新之处
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况