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2012年国家科学技术进步奖二等奖

重要作物病原菌抗药性机制及监测与治理关键技术

信息来源: 发布日期:2018-10-30 浏览次数:

完 成 人:周明国 倪珏萍 邵振润 陈长军 陈怀谷 于淦军 王凤云 张洁夫 梁帝允 王建新

成果简介:

20世纪70年代初发明的多菌灵等苯并咪唑类杀菌剂,在全球广泛用于多种作物病害防治。但不久就在许多国家暴发了抗药性病害,造成生产重大损失。我国局部地区也因抗药性,相继发生了重大粮油作物病害再猖獗。随之盲目增加农药用量和混用,不仅加速了抗药性发展,而且造成药害、农药残留和环境污染。因此,抗药性成为保障粮食生产、食品和环境生态安全急需解决的重大问题。本项目针对我国重大作物病害抗药性预警及治理需求,历经20多年,系统研究了水稻恶苗病菌、油菜菌核病菌和小麦赤霉病菌对多菌灵的抗药性发展规律、抗药性机制及检测与高效治理关键技术,实现产业化和大面积推广应用。

1、探明了抗药性病原群体发展规律。连续20多年系统监测了上述三种重要病原菌抗药性群体发展态势;探明对多菌灵的抗药性是单主效基因控制的质量性状,抗药性病菌发展成优势群体是局部地区多菌灵防治失败的原因;探明病原菌繁殖与变异的遗传基础、病害严重度和药剂选择压是影响抗药性群体发展的关键因子。

2、揭示了b-和b2-微管蛋白基因点突变分别是上述三种病原菌对多菌灵的抗药性机制。发现并命名了与赤霉病菌抗药性有关的b2-微管蛋白基因,揭示了国际上历经40年未能探明的赤霉病菌抗药性特殊机制,及群体中存在基于主效基因不同点突变的多种抗药性基因型;发现b2-基因抗药性点突变和多菌灵处理会增加镰刀菌毒素合成,污染小麦。

3、发明和推广应用了3种抗药性监测技术、4种快速诊断和2种高通量分子检测技术。监测技术简便易行;诊断技术只需4小时即可鉴别抗药性基因型;检测技术可以检测十万分之一的抗药性基因频率,实现了抗药性病害流行的早期预警。

4、发明、产业化和大面积推广应用了一系列抗药性高效治理新技术。其中研制的二硫氰基甲烷,用量不足多菌灵的1/25,无抗药性风险,累计应用4亿多亩,成为防治恶苗病效果最好的杀菌剂;国际上独创的氰基丙烯酸酯类杀菌剂氰烯菌酯结构新颖,避免了与现有药剂的交互抗性,成为用量不足多菌灵50%、对生态环境特别安全、并可减少毒素污染90%、防治赤霉病效果最好的无公害杀菌剂,近三年应用2400万亩次;集成的以减轻病害和药剂选择压力为核心的油菜菌核病抗药性综合治理技术,包括培育的抗病油菜新品种宁杂11、组装的栽培管理控病技术和研发的无交互抗性增效混剂福菌核和福菌脲,得到大面积应用。通过开展多学科、多部门的全程合作,以及连续20年开展全国及国际抗药性监测与治理技术培训和示范推广,加速了成果转化。

该成果获省部级科技进步和技术发明二等奖3项,授权发明专利10项和地方标准1项,研发并获国家登记的8个新产品/品种累计应用5.1亿亩次,挽回粮油损失1645万吨,增加社会收益128亿元,其中近三年增收31.2亿元。发表论文92篇(SCI论文25篇),被引用936次。出版病虫抗药性专辑和学术会议论文集5卷。多次被邀请在国际学术大会上做主题报告。为我国保持20年来没有发生重大抗药性病害流行,提高植物病害绿色防控和农药创制的科技水平作出了重要贡献。