Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Фунгицидов )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Фунгициды - это биоцидные химические соединения или биологические организмы, используемые для уничтожения паразитических грибов или их спор . [1] фунгистатический ингибирует их рост. Грибы могут нанести серьезный ущерб сельскому хозяйству , что приведет к критическим потерям урожая , качества и прибыли . Фунгициды используются как в сельском хозяйстве, так и для борьбы с грибковыми инфекциями животных . Химические вещества, используемые для борьбы с оомицетами , которые не являются грибами, также называют фунгицидами, поскольку оомицеты используют те же механизмы, что и грибы, для заражения растений. [2]

Фунгициды могут быть контактными, трансламинарными или системными. Контактные фунгициды не проникают в ткани растения и защищают только растение, на которое нанесен спрей. Трансламинарные фунгициды перераспределяют фунгицид с верхней опрыскиваемой поверхности листа на нижнюю необработанную поверхность. Системные фунгициды поглощаются и перераспределяются через сосуды ксилемы. Некоторые фунгициды проникают во все части растения. Некоторые из них носят локально-системный характер, а некоторые движутся вверх. [3]

Большинство фунгицидов, которые можно купить в розницу, продаются в жидкой форме. Очень часто активный ингредиент представляет собой серу , [4] присутствует на 0,08% в более слабых концентратов, а также выше , чем 0,5% для более мощных фунгицидов. Фунгициды в порошкообразной форме обычно содержат около 90% серы и очень токсичны. Другие активные ингредиенты в фунгицидов включают нима масло , розмариновое масло, масло жожоба , бактерия Сенная палочка , и грибок полезным Ulocladium oudemansii .

Остатки фунгицидов были обнаружены в продуктах питания, предназначенных для употребления людьми, в основном в результате послеуборочной обработки. [5] Некоторые фунгициды опасны для здоровья человека , например, винклозолин , который в настоящее время исключен из употребления. [6] Зирам также является фунгицидом, который токсичен для людей при длительном воздействии и приводит к летальному исходу при проглатывании. [7] Ряд фунгицидов также используется в здравоохранении.

Типы [ править ]

Биофунгициды [ править ]

Миковирусы [ править ]

Известно, что некоторые из наиболее распространенных грибковых патогенов сельскохозяйственных культур страдают от миковирусов , и вполне вероятно, что они так же распространены, как и вирусы растений и животных, хотя и не так хорошо изучены. Учитывая облигатно паразитарную природу миковирусов, вполне вероятно, что все они вредны для своих хозяев и, таким образом, являются потенциальными средствами биологического контроля / биофунгицидами. [8]

Природные фунгициды [ править ]

У растений и других организмов есть химическая защита, которая дает им преимущество против таких микроорганизмов, как грибы. Некоторые из этих соединений можно использовать в качестве фунгицидов:

  • α-Кадинол (присутствует в эфирных маслах различных растений) [9]
  • Масло цитронеллы [10] [11] [12]
  • Гмелинол (выделен из Gmelina arborea ) [13]
  • Хинокитиол (выделен из деревьев Cupressaceae ) [14] [15]
  • Масло жожоба [16]
  • Мескитол (выделен из деревьев Prosopis ) [17]
  • Молоко [18] [19]
  • Нимбин (выделен из нима ) [20]
  • Масло орегано
  • Масло розмарина
  • Масло чайного дерева [21]

Целые живые или мертвые организмы, которые эффективны в уничтожении или подавлении грибков, иногда могут использоваться в качестве фунгицидов:

  • Bacillus subtilis
  • Ulocladium oudemansii
  • Келп (порошкообразные сушеные водоросли скармливают скоту, чтобы предотвратить грибковую инфекцию )
  • Ampelomyces quisqualis

Сопротивление [ править ]

Патогены реагируют на использование фунгицидов развитием устойчивости . В этой области было выявлено несколько механизмов сопротивления. Развитие устойчивости к фунгицидам может быть постепенным или внезапным. При качественной или дискретной устойчивости мутация (обычно в одном гене) приводит к образованию расы гриба с высокой степенью устойчивости. Такие устойчивые сорта также имеют тенденцию демонстрировать стабильность, сохраняющуюся после того, как фунгицид снят с продажи. Например, пятнистость листьев сахарной свеклы остается устойчивой к азолам спустя годы после того, как они перестали использоваться для борьбы с болезнью. Это потому, что такие мутации имеют высокое давление отбора. когда используется фунгицид, но при отсутствии фунгицида давление отбора для их удаления низкое.

В случаях, когда устойчивость возникает более постепенно, можно увидеть изменение чувствительности возбудителя к фунгициду. Такая устойчивость является полигенной - накоплением множества мутаций в разных генах, каждая из которых имеет небольшой аддитивный эффект. Этот тип сопротивления известен как количественное или постоянное сопротивление. При таком виде устойчивости популяция патогенов вернется в чувствительное состояние, если фунгицид больше не будет применяться.

Мало что известно о том, как вариации в обработке фунгицидами влияют на давление отбора для развития устойчивости к этому фунгициду. Фактические данные показывают, что дозы, обеспечивающие максимальный контроль над болезнью, также обеспечивают наибольшее давление отбора для приобретения сопротивления, а более низкие дозы уменьшают давление отбора. [22]

В некоторых случаях, когда патоген приобретает устойчивость к одному фунгициду, он автоматически приобретает устойчивость к другим - явление, известное как перекрестная устойчивость . Эти дополнительные фунгициды обычно принадлежат к одному химическому семейству или имеют тот же механизм действия, или могут быть детоксифицированы с помощью того же механизма. Иногда возникает отрицательная перекрестная устойчивость, когда устойчивость к одному химическому классу фунгицидов приводит к увеличению чувствительности к другому химическому классу фунгицидов. Это было замечено с карбендазимом и диэтофенкарбом .

Также зарегистрированы случаи развития множественной лекарственной устойчивости со стороны патогенов - устойчивости к двум химически различным фунгицидам в результате отдельных мутаций. Например, Botrytis cinerea устойчив как к азолам, так и к фунгицидам дикарбоксимида .

Есть несколько путей, по которым патогены могут развивать устойчивость к фунгицидам. Наиболее распространенным механизмом является изменение целевого сайта, в частности, защита от фунгицидов, действующих на один сайт. Например, Black Sigatoka , экономически важный патоген бананов, устойчив к фунгицидам QoI из-за изменения одного нуклеотида, приводящего к замене одной аминокислоты (глицин) на другую (аланин) в целевом белке фунгицидов QoI. , цитохром b. [23]Предполагается, что это нарушает связывание фунгицида с белком, делая фунгицид неэффективным. Повышенная регуляция генов-мишеней также может сделать фунгицид неэффективным. Это наблюдается у устойчивых к DMI штаммов Venturia inaequalis . [24]

Устойчивость к фунгицидам можно также развить за счет эффективного оттока фунгицида из клетки. С помощью этого механизма у Septoria tritici развилась множественная лекарственная устойчивость. У патогена было пять переносчиков типа ABC с перекрывающейся специфичностью к субстрату, которые вместе работают для выкачивания токсичных химикатов из клетки. [25]

В дополнение к механизмам, описанным выше, грибы могут также развивать метаболические пути, которые обходят целевой белок, или приобретать ферменты, которые обеспечивают метаболизм фунгицида до безвредного вещества.

Управление устойчивостью к фунгицидам [ править ]

Комитет действий по устойчивости к фунгицидам (FRAC) [26] имеет несколько рекомендуемых методов, чтобы попытаться избежать развития устойчивости к фунгицидам, особенно в отношении фунгицидов из группы риска, включая стробилурины, такие как азоксистробин . [26] FRAC относит группы фунгицидов к классам, в которых вероятна перекрестная резистентность, обычно потому, что активные ингредиенты имеют общий способ действия. [27] FRAC организован CropLife International . [28] [26]

Продукты не всегда следует использовать изолированно, а скорее в виде смеси или чередования спреев с другим фунгицидом с другим механизмом действия. Вероятность развития устойчивости патогена значительно снижается из-за того, что любые изоляты, устойчивые к одному фунгициду, будут уничтожены другим; другими словами, потребуются две мутации, а не одна. Эффективность этого метода может быть продемонстрирована металаксилом , фунгицидом фениламида . При использовании в качестве единственного продукта в Ирландии для борьбы с фитофторозом картофеля ( Phytophthora infestans ) устойчивость развивалась в течение одного вегетационного периода. Однако в таких странах, как Великобритания там, где он продавался только в виде смеси, проблемы с сопротивлением развивались медленнее.

Фунгициды следует применять только в случае крайней необходимости, особенно если они относятся к группе риска. Снижение количества фунгицида в окружающей среде снижает давление отбора для развития устойчивости.

Изготовления доза всегда должно быть соблюдена. Эти дозы обычно предназначены для обеспечения правильного баланса между контролем над болезнью и ограничением риска развития резистентности. [ необходима цитата ] Более высокие дозы увеличивают давление отбора для односайтовых мутаций, которые придают устойчивость, поскольку все штаммы, кроме тех, которые несут мутацию, будут устранены, и, таким образом, устойчивый штамм будет размножаться. Более низкие дозы значительно увеличивают риск полигенной устойчивости, поскольку штаммы, которые немного менее чувствительны к фунгициду, могут выжить.

Лучше использовать комплексный подход к борьбе с вредителями для борьбы с болезнями, чем полагаться только на фунгициды. Это включает использование устойчивых сортов и гигиенические методы, такие как удаление груды отбросов картофеля и стерни, на которых патоген может перезимовать, что значительно снижает титр патогена и, следовательно, риск развития устойчивости к фунгицидам.

См. Также [ править ]

  • Противогрибковый препарат
  • Указатель статей о пестицидах
  • Список фунгицидов
  • PHI-base ( база данных патоген-хозяин-взаимодействие)
  • Фитопатология
  • Прогнозирование болезней растений

Ссылки [ править ]

  1. ^ Взаимодействие 2,4,5-трих | орофенилсульфонилметилтиоцианата со спорами грибов
  2. ^ Latijnhouwers МЫ, де Вит PJ, Govers F. Oomycetes и грибы: подобное оружие для нападения растений. Тенденции в микробиологии, том 11 462-469
  3. ^ Мюллер, Дарен. «Фунгициды: терминология» . Государственный университет Айовы . Проверено 1 июня 2013 года .
  4. ^ C.Michael Хоган. 2011. Сера . Энциклопедия Земли, ред. А. Йоргенсен и С. Дж. Кливленд, Национальный совет по науке и окружающей среде, Вашингтон, округ Колумбия. Архивировано 28 октября 2012 г., в Wayback Machine.
  5. ^ Химия пестицидов и бионаука под редакцией Г. Т. Брукса и Т. Р. Робертса. 1999. Опубликовано Королевским химическим обществом.
  6. ^ Hrelia et al. 1996 - Генетическая и негенетическая токсичность фунгицида Винклозолин. Мутагенез Том 11 445-453
  7. ^ Национальный центр биотехнологической информации. База данных PubChem Compound; CID = 8722, https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/8722 (по состоянию на 13 января 2019 г.)
  8. ^ ПИРСОН, МАЙКЛ Н .; Пчела, Росс Э .; БОИНЕ, БАРБАРА; АРТУР, КИРЕН (2009). «Миковирусы мицелиальных грибов и их значение для патологии растений (Обзор)» . Молекулярная патология растений . Британское общество патологии растений ( Wiley-Blackwell ). 10 (1): 115–128. DOI : 10.1111 / j.1364-3703.2008.00503.x . ISSN 1464-6722 . PMC 6640375 . PMID 19161358 . S2CID 34331588 .    
  9. ^ Хо, CL; Ляо, ПК; Wang, EI; Вс, Ю.К. (сентябрь 2011 г.). «Состав и противогрибковые действия эфирного масла листьев Neolitsea parvigemma из Тайваня». Обмен информацией о натуральных продуктах . 6 (9): 1357–60. PMID 21941915 . 
  10. ↑ Накахара, Кадзухико; Alzoreky, Najeeb S .; Ёсихаши, Тадаши; Nguyen, Huong TT; Trakoontivakorn, Gassinee (октябрь 2003 г.). «Химический состав и противогрибковая активность эфирного масла Cymbopogon nardus (Citronella Grass)». Японский международный исследовательский центр сельскохозяйственных наук . 37 (4): 249–52. ИНИСТ : 15524982 .
  11. ^ Pattnaik, S; Субраманьям, ВР; Коле, С. (1996). «Антибактериальное и противогрибковое действие десяти эфирных масел in vitro». Microbios . 86 (349): 237–46. PMID 8893526 . ИНИСТ : 3245986 . 
  12. ^ Прабусенивасан, Сеенивасан; Джаякумар, Маниккам; Игнасимуту, Саваримуту (2006). «Антибактериальная активность некоторых эфирных масел растений in vitro» . BMC Дополнительная и альтернативная медицина . 6 : 39. DOI : 10,1186 / 1472-6882-6-39 . PMC 1693916 . PMID 17134518 .  
  13. ^ Кавамура, Ф .; Охара, S .; Нисида, А. (15 марта 2004 г.). «Противогрибковая активность компонентов сердцевины Gmelina arborea: Часть 1. Чувствительный противогрибковый тест против базидиомицетов». Holzforschung . 58 (2): 189–192. DOI : 10.1515 / HF.2004.028 .
  14. ^ Сингх, Трипти; Сингх, Адья П. (сентябрь 2012 г.). «Обзор натуральных продуктов как средства защиты древесины». Древесная наука и технология . 46 (5): 851–870. DOI : 10.1007 / s00226-011-0448-5 .
  15. ^ Моррис, Пол I .; Стирлинг, Род (сентябрь 2012 г.). «Экстракты западного красного кедра, связанные с долговечностью при контакте с землей». Древесная наука и технология . 46 (5): 991–1002. DOI : 10.1007 / s00226-011-0459-2 .
  16. ^ US 6174920  Метод борьбы с инфекциями растений настоящей мучнистой росой с использованием воска жожоба.
  17. ^ Пиццо, Бенедетто; Pometti, Carolina L .; Шарпантье, Жан-Поль; Буазо, Натали; Саидман, Беатрис О. (июль 2011 г.). «Отношения с участием нескольких типов экстрактивных веществ пяти коренных аргентинских древесных пород родов Prosopis и Acacia». Промышленные культуры и продукты . 34 (1): 851–859. DOI : 10.1016 / j.indcrop.2011.02.003 .
  18. ^ «Белая капля - подходящий материал для виноградных лоз» . Science Daily. 2002-09-12 . Проверено 1 апреля 2009 .
  19. ^ Кэмпбелл, Малкольм (2003-09-19). «Информационный бюллетень: молочный фунгицид» . Австралийская радиовещательная корпорация . Проверено 1 апреля 2009 .
  20. ^ Али, Парсаймер; Чен И-Фэн; Саргсян, Эльмира (2014). «Биоактивные молекулы растительных экстрактов с противоинфекционными и ранозаживляющими свойствами». Микробиология хирургических инфекций : 205–220. DOI : 10.1016 / B978-0-12-411629-0.00012-X .
  21. ^ «Использование и эффективность МАСЛА ЧАЙНОГО ДЕРЕВА» . WebMD . WebMD, LLC.
  22. ^ Меткалф, RJ et al. (2000) Влияние дозы и подвижности на силу селекции на устойчивость к фунгицидам DMI (ингибиторы деметилирования стеролов) в полевых экспериментах с прививками. Патология растений 49 : 546–557
  23. ^ Sierotzki, Helge (2000) Режим устойчивости к ингибиторам дыхания в ферментном комплексе цитохрома bc1 полевых изолятов Mycosphaerella fijiensis Pest Management Science 56 : 833–841
  24. ^ Schnabel, G., and Jones, AL 2001. Ген 14a-деметилазы (CYP51A1) сверхэкспрессируется вштаммах V. inaequalis , устойчивых к миклобутанилу. Фитопатология 91 : 102–110.
  25. ^ Zwiers, LH et al. (2003) ABC-переносчики патогена пшеницы Mycosphaerella graminicola действуют как защитные средства против биотических и ксенобиотических токсичных соединений. Молекулярная генетика и геномика 269 : 499–507.
  26. ^ a b c "Веб-сайт Комитета действий сопротивления фунгицидам" .
  27. ^ «Агенты борьбы с грибками, отсортированные по образцу перекрестной резистентности и способу действия» (pdf) . 2020 . Проверено 4 сентября 2020 .
  28. ^ «Управление сопротивлением» . CropLife International . 2018-02-28 . Проверено 22 ноября 2020 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Комитет действий по сопротивлению фунгицидам
  • Группа действий по сопротивлению фунгицидам , Соединенное Королевство
  • Общая информация о пестицидах - Национальный информационный центр по пестицидам, Университет штата Орегон, США