第四章-杀菌剂(10年)

PrinciplesofToxicology–4/12/04植物化学保护第四章杀菌剂PrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicology第一节引言•一、基本概念•1.杀菌剂：用于防治植物病害的化学农药统称为杀菌剂•2.杀菌剂(Fungicidal、Fungicide)–能够杀死真菌的物质。影响能量生成。•3.抑菌剂(Fungistatic、Fungistat)–能够抑制真菌生长的物质。影响物质合成。•4.真菌毒剂（Fungitoxicant）-对真菌有毒的物质，可以是杀菌剂或抑菌剂。•5.覆盖剂（？）（Coverage）-施到植物表面的化学物质。(Thinkwherethediseaseislocated?)PrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicologyContinue•6.铲除剂（Eradicant）-能够消灭植物病原的物质。(Mercurycompoundsweregreateradicants.)•7.无杀菌毒性化合物(non-fungitoxiccompounds)：离体条件下无杀菌活性，但用于活体上却能够防治病害的化合物。其机制是影响病原菌的致病性或提高植物的抗性能力。杀菌剂－Fungicide–这个术语一般用于所有的防治植物真菌病害的化学农药。PrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicologyContinue•二、杀菌剂的发展简史•第一代杀菌剂：无机杀菌剂，铜、汞、硫制剂，1940年代前。•第二代杀菌剂：1940年代后，有机杀菌剂，有机硫类为代表。传统保护剂保护剂（Preventive/Protectants）-必须在病原菌之前存在于植物表面，以防止侵染•第三代杀菌剂：1970年代后，内吸性杀菌剂广泛使用。萎锈灵。抗药性治疗剂（Curative）-当病原已经存在时使用，意在阻止病原的活动。治疗剂的使用要基于病菌侵染后的时间，通常用小时计，即所谓的“踢回期”。PrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicologyContinue•第四代杀菌剂：无杀菌毒性化合物，如三环唑与烯丙苯噻唑。活化酯对真菌、细菌和病毒病害都有防治作用。不易产生抗药性，因为不直接作用于菌体。•三、杀菌剂在保证农产品安全和食品安全中的作用病害－－产量损失、毒素；杀菌剂的规范管理－淘汰不安全杀菌剂，开发利用高效、杀菌剂等。•四、杀菌剂的毒理学和环境毒理学杀菌剂的急性毒性、慢性毒性、对地下水源及地上水源的污染、在环境中的长久持效性、对有益微生物的影响等。PrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicology第二节植物病害化学防治策略及作用原理•一、植物病害化学防治策略IPM策略：预防为主，综合防治，科学用药1.抗病品种；2.田间卫生：铲除越冬或越夏的病菌，减少初次侵染源；3.合理的栽培管理；轮作倒茬，调节播种期；4.生物防治；5.病害种类、作物、药剂组合情况。有限度的、合理科学的使用化学农药来预防或治疗病害。PrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicology二、杀菌剂防治植物病害的作用原理•（一）保护作用：在病菌侵入寄主之前将其杀死或抑制其活动，阻止侵入，使植物避免受害而得到保护。1.消灭侵染来源：越冬越夏场所、中间寄主、带菌土壤、种子、田间发病中心等。药药药PrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicologyContinue2.药剂处理可能被侵染的植物或农产品表面在寄主植物被病原菌之前施药，杀死病原物，阻止真菌的孢子萌发，或干扰病菌与寄主互作，阻止病菌的侵染，使植物得到化学保护。PrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicologyContinue3.在病菌侵染之前施用药剂干扰病原菌的致病性或者诱导寄主产生抗病性三环唑、活化酯。由于诱导寄主抗性需要一定的时间，所以必须进行保护性的施药。PrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicologyContinue•(二）治疗作用在病原物侵入以后至寄主植物发病之前使用杀菌剂，抑制或杀死植物体内外的病原物，或诱导寄主产生抗病性，终止或解除病原物与寄主的寄生关系，阻止发病。内吸治疗剂特点：能够被植物吸收并输导；高度选择性，对植物安全。药剂或其代谢产物对病菌的直接毒杀作用、抑制作用提高植物对病菌的抵抗力。减少病菌致病性可能作用PrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicologyContinue（三）铲除作用指利用杀菌剂完全抑制或杀死已经发病部位的病菌，阻止已经出现的病害症状进一步扩展，防止病害加重和蔓延。白粉病、腐烂病、干腐病等。杀菌剂：内吸性和非内吸性NewborntissueincurrentyearbytreatmentPrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicologyContinue（四）抗产孢作用指利用杀菌剂抑制病菌的繁殖，阻止发病部位形成新的繁殖体，控制病害流行为害。如嘧菌酯、三唑酮、戊唑醇、丙环唑可强烈抑制白粉菌分生孢子形成；嘧菌酯还强烈抑制卵菌孢子囊的形成；三环唑等能够强烈抑制稻瘟病等病斑上分生孢子的形成。内吸治疗剂虽然有较好的治疗作用，但是，保护作用仍然是主要的防病作用原理。PrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicology第三节杀菌剂的作用机理•1956年，Horsfall《杀菌剂作用原理》•70年代后，杀菌剂机理得到深入研究（选择剂、内吸剂、抗药性、各种分析技术的运用等。）•作用机理（modeofaction，mechanismoffungicides)：Howfungicideswork?PrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicology一、抑制或干扰病菌能量的生成PrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicologyContinue•1.对糖酵解和脂质氧化的影响①含重金属的化合物：已糖激酶和丙酮酸激酶需要有Mg2+和K＋，重金属元素的杀菌剂可以通过离子交换，破坏细胞膜内的离子平衡，使细胞质中的糖酵解受阻。②百菌清、克菌丹和灭菌丹：可以与磷酸甘油醛脱氢酶的-SH结合，使之失活。③克菌丹、二氯萘醌等：抑制辅酶A的活性，从而影响脂肪酸的氧化。•2.对乙酰辅酶A形成的影响•克菌丹：抑制丙酮酸脱氢酶的活性，阻止乙酰CoA形成，作用于硫胺素焦磷酸（TPP）。PrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicologyContinue•3.对柠檬酸循环（i.e.三羧酸循环）的影响①福美双、克菌丹、硫磺、二氯萘醌等：使乙酰辅酶A失活，并可抑制柠檬酸合成酶、乌头酸酶的活性；②代森类、8－羟基喹啉：与乌头酸酶螯合，使酶失去活性；③克菌丹：抑制酮戊二酸脱氢酶系的辅酶－硫胺素焦磷酸；④硫磺、萎锈灵：抑制琥珀酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶的活性；⑤铜制剂：抑制延胡索酸酶的活性。4.对呼吸链的影响Succinate:琥珀酸盐Fumarate:延胡索酸盐Benzamides（苯甲酰胺类）Carboxamides(羧酰替苯胺类)萎锈灵氧化萎锈灵戊菌隆电子传递复合体I和II抑制剂甲氧基丙烯酸酯类甲氧基氨基甲酸酯类嘧菌酯烯肟菌酯肟基醋酸酯类醚菌酯（翠贝）肟菌酯肟基乙酰胺类这些杀菌剂间存在交互抗性电子传递复合体III抑制剂：Qo位点电子传递复合体III抑制剂：Qi位点氰霜唑Qo位点抑制剂和Qi位点抑制剂间无交互抗性电子传递复合体IV及旁路氧化抑制剂•complexIV抑制剂：氰化物（cyanide)、叠氮化合物(azide)、含氰基的化合物（如二硫氰基甲烷）•旁路氧化抑制剂：水杨基肟酸（SHAM）是旁路氧化酶（AOX）的特异性抑制剂。（旁路氧化是电子传递链中的一个支路，旁路氧化酶是关键酶，将电子直接从辅酶Q传递至O2，不经过复合物III和复合物IV，所以称为抗氰呼吸途径。）氧化磷酸化解偶联剂敌螨普（dinocap)，敌菌酮（drazoxolon)、氟啶胺（fluazinam）等二硝基苯胺杀菌剂：影响质子通过线粒体膜。ATP合成酶抑制剂•有机锡类：三苯锡乙酸酯（fentinacetate)、氯化三苯锡（fentinchloride)、羟基三苯锡（fentinhydroxide)等抑制ATP合成酶。PrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicology（二）抑制或干扰病菌的生物合成•症状：孢子芽管粗糙、末端膨大、扭曲畸形，菌丝生长缓慢或停止或过度分枝，细胞不能分裂、细胞壁加厚或沉积不均匀，细胞膜损伤，细胞器变形或消失，细菌原生质裸露等，继而细胞死亡。•1.抑制细胞壁组分的生物合成•（1）对肽多糖生物合成的影响：细菌细胞壁的主要组分是多肽和多糖形成的肽多糖。青霉素可与转肽酶结合，抑制肽多糖合成，阻止细胞壁形成。•（2）对几丁质合成的影响：真菌中的子囊菌、担子菌和半知菌的细胞壁主要成分是几丁质（N－乙酰葡萄糖氨同聚物）。多抗霉素类抗菌素竞争性抑制真菌几丁质合成酶。（卵菌细胞壁的主要成分是纤维素）PrinciplesofToxicology–4/12/04ASmallDoseofToxicologyContiune•(3)对黑色素生物合成的影响：•黑色素是许多植物病原真菌细胞壁的重要组分之一，利于细胞抵御不良物理化学环境和有助于侵入寄主。黑色素化的细胞最大的秘密是黑色素的分布与附着胞功能间的关系。黑色素沉积于附着胞壁的最内层，与质膜临近。但有一环形区域非黑色素化，该区域称为附着孢孔，并由此产生侵入丝。附着胞壁的黑色素层是保证侵入时维持强大的渗透压所必不可少的。•三环唑、咯喹酮、灭瘟唑、稻瘟醇、唑瘟酮、四氯苯肽：抑制羟基萘酚还原酶（4HNR、3HNR）的活性；•环丙酰菌胺（carpropamid)、氰菌胺(zarilamide)：抑制小柱孢酮脱水酶（SD）•2.抑制细胞膜组分的生物合成菌体细胞膜由许多含有脂质、蛋白质、甾醇、盐类的亚单位组成，亚单位间通过金属桥和疏水键连接。细胞膜各亚单位的精密结构是保证膜的选择性和流动性的基础。膜的流动性和选择性吸收与排泄则是细胞膜维护细胞新陈代谢最重要的生物学性质。杀菌剂抑制细胞膜特异性组分的生物合成或药剂分子与细胞膜亚单位结合，都会干扰和破坏细胞膜的生物学功能，甚至导致细胞死亡。（1）对麦角甾醇生物合成的影响麦角甾醇是真菌细胞膜的特异性组分，对保持细胞膜的完整性、流动性和细胞的抗逆性等具有重要作用。吡啶类、嘧啶类、哌嗪类、咪唑类、三唑类：抑制14α-脱甲基酶（CytP-450单加氧酶），称为脱甲基抑制剂（DMIs)。药剂的N原子与酶铁硫蛋白中心的铁原子配位键结合，阻止24（28）甲撑二氢羊毛甾醇第14碳位α面的甲基氧化脱除，中断麦角甾醇生物合成途径。14α-脱甲基酶是真菌麦角甾醇生物合成途径中最重要的关键酶。吗啉类（morpholines）和哌啶类（piperidines）的作用靶标是Δ8→Δ7异构酶和Δ14还原酶。Fenpropidin（苯锈啶）spiroxamine(（螺环菌胺），二者作用于Δ14还原酶•烯丙胺类（allylamines）作用于鲨烯环氧酶（squaleneepoxidase）；羟酰替苯胺类作用于C－4脱甲基酶。环酰菌胺F:LipidandMembraneSynthesis,CellWallDeposition•permeabilityPrincipl