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第三章殺菌劑毒理學(xué)第一節(jié)殺菌劑毒理學(xué)——作用方式及殺菌作用機(jī)制第二節(jié)殺菌劑對菌體細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的破壞第三節(jié)殺菌劑對菌體代謝的干擾――對能生成的影響第四節(jié)殺菌劑對菌體代謝的干擾——對代謝物質(zhì)的生物合成及其功能的影響第五節(jié)無殺菌毒性的藥劑第一節(jié)殺菌劑毒理學(xué)——作用方式及殺菌作用機(jī)制一、殺菌劑毒理學(xué)研究的進(jìn)展二、殺菌劑透入菌體細(xì)胞及其移動三、殺菌劑的作用方式四、殺菌劑的殺菌作用機(jī)制一、殺菌劑毒理學(xué)研究的進(jìn)展
(一)19世紀(jì)前的毒理學(xué)古代至19世紀(jì)中葉DeBary之前人們沒有毒理這個概念。
1880-1881年,Marshell-Ward提出了植株噴霧防病的原理
1894年Saunders等提出種子保護(hù)理論;(二)當(dāng)代毒理學(xué)
1907年Falck開創(chuàng)與促進(jìn)了毒理學(xué)研究的重要手段生物測定法。
1930年McCallan(S.E.A.)更較完整地提出了殺菌劑室內(nèi)生物測定方法。
1942年Howard的研究工作標(biāo)志了近代化學(xué)治療作用原理的突破。
1943年Zentmyer創(chuàng)立殺菌劑毒理中一個重要機(jī)制——螯環(huán)化作用。Horsfall(J.G.)1956年的《殺菌劑作用原理》(三)70年代后的毒理學(xué)
Lukens(R.T.)1972年的《殺菌劑作用的化學(xué)》。
1977年出版的Siegel(M.R.)和Sisler(H.D.)主編的《抗菌化合物》;同年再版的Marsh(R.W.)主編的《內(nèi)吸殺菌劑》。
Lyr.(H.)主編于1987年出版的《近代選擇性殺菌劑》。
70年代中后期對抗藥性的理論性問題的研究。
殺菌劑進(jìn)入菌的細(xì)胞主要是通透細(xì)胞膜的問題。菌的細(xì)胞膜的主要化學(xué)成份與結(jié)構(gòu)基本上與其他生物一樣。油/水分配系數(shù)還是一種重要的通透指標(biāo),無論如何非極性物質(zhì)不是比較容易透入脂-蛋白結(jié)構(gòu)的細(xì)胞膜。作為異生物質(zhì)的殺菌劑,則還是主要通過被動運(yùn)轉(zhuǎn)而進(jìn)入。還值得指出的是,與孢子相比,藥物更容易透入芽管或菌絲的內(nèi)部。殺菌劑進(jìn)入菌體細(xì)胞后的移動一般對殺菌毒力沒有大的影響。但是,如果藥劑只對細(xì)胞內(nèi)特定的細(xì)胞器有毒性,則會受些影響。物質(zhì)在菌體內(nèi)的移動在菌的孢子和菌絲內(nèi)有些不同,在后者比較容易些。二、殺菌劑透入菌體細(xì)胞及其移動
殺菌劑的毒理廣義地說包括:(1)防病原理,(2)殺菌作用方式和(3)殺菌作用機(jī)制,但一般只包括后兩種。(一)殺菌劑作用方式的涵義作用方式可以指,藥劑是起保護(hù)作用還是治療作用,或通過內(nèi)吸而起作用;可以指藥劑是?;缘淖饔眠€是非專化性的作用;或指藥劑的防病譜廣還是窄;或藥劑是多作用點(diǎn)還是單一(或少數(shù))作用點(diǎn);最后也可以是指藥劑的毒性作用是抑制菌體內(nèi)能的生成,還是干擾菌體內(nèi)生物合成或干擾菌體的細(xì)胞結(jié)構(gòu),等等。應(yīng)注意的是,作用方式有時還指藥劑是直接作用于病菌還是通過對寄主的作用而影響病菌的。三、殺菌劑的作用方式(二)殺菌劑對病原菌的直接作用1.抑制毒素的產(chǎn)生真菌分泌的毒素對寄主有選擇性和非選擇性。這些毒素中有很多是與病害發(fā)生或病狀的出現(xiàn)有關(guān),因此抑制毒素的產(chǎn)生被認(rèn)為是一種可能用于防治病害的方法。2.(細(xì))胞外酶產(chǎn)生的調(diào)節(jié)真菌在侵染植物時菌體分泌的胞外糖酶常起著重要作用(溶解、分解),例如內(nèi)多聚半乳糖醛酸酶、纖維素酶等,因此用化學(xué)物質(zhì)降低或抑制病菌這些酶的產(chǎn)生,也是防治病害的一個可能的途徑。3.改變菌體內(nèi)的代謝過程這是殺菌劑對病菌細(xì)胞水平的作用,許多人常把這部分看為是殺菌劑的殺菌機(jī)制,因此這部分將在談及機(jī)制時加以闡明。
4.殺菌劑對各種子實(shí)體的抑制作用如對孢子形成和散發(fā)的抑制,對菌核形成的抑制等。抑菌作用,其實(shí)質(zhì)也是殺菌劑對菌細(xì)胞代謝影響的反映。三、殺菌劑的作用方式(三)殺菌劑作用于寄主作物植物對病菌侵染的反應(yīng)有兩種可能性:抗病或感病,以化學(xué)物質(zhì)為基礎(chǔ)。1.植物保護(hù)素的誘導(dǎo)生成和誘導(dǎo)劑植物保護(hù)素是在植物體內(nèi)生成對病菌有毒性的化學(xué)物質(zhì)。通過促進(jìn)植保素的生成或提高植保素在植物體內(nèi)的含量的防病方法可以看為是提高植物的抗病性方法。2.寄主體內(nèi)與防病有關(guān)的其他變化寄主植物經(jīng)化學(xué)處理后,除可能提高植保素的含量外,還可能有其他的變化。也可以取得防病的效果,其途徑可以是降低植物對病菌的毒素的敏感性,或提高植物鈍化毒素的能力。三、殺菌劑的作用方式四、殺菌劑的殺菌作用機(jī)制
(一)殺菌劑使菌類中毒后的各種表現(xiàn)通常是影響菌絲生長、孢子萌發(fā)、各種子實(shí)體和侵染結(jié)構(gòu)的形成或?qū)е录?xì)胞膨脹、原生質(zhì)體和線粒體的瓦解以及細(xì)胞壁、細(xì)胞膜的破壞等。這些中毒癥狀都是殺菌劑直接作用于菌體使菌中毒后在生理上和生化上產(chǎn)生變化的結(jié)果。(二)殺菌作用與抑菌作用中毒表現(xiàn):殺菌作用主要是表現(xiàn)為孢子不能萌發(fā),而抑菌作用則表現(xiàn)為孢子萌發(fā)后的芽管或菌絲不能繼續(xù)生長。菌中毒后體內(nèi)代謝過程的變化:殺菌作用多數(shù)是影響生物氧化,而抑菌作用多數(shù)是影響生物合成。
不過,這兩種作用也不能截然分開,許多時候一種藥物的作用性質(zhì)不是固定不變的,要受許多因素的影響,主要是藥劑的種類、使用濃度和作用時間。一般來說,影響能量生成的傳統(tǒng)保護(hù)劑是典型起殺菌作用的,而主要是影響生物合成的內(nèi)吸劑則大部分是抑菌作用的。因此,化合物的性質(zhì)是影響毒性作用的主要原因。但是同一種化合物,由于使用濃度或劑量不同會出現(xiàn)毒性方式的不同,在內(nèi)吸劑中尤為常見。四、殺菌劑的殺菌作用機(jī)制
(三)抑菌作用的類型及其實(shí)踐意義廣義的抑菌不僅僅指使真菌或細(xì)菌停止生長,它還包括了藥劑對菌體的各種各樣的抑制方式,其中最普遍的是抑制菌類的各種孢子的形成。這類稱為抗孢子形成劑(anti-sporulants)。有人把它們稱為基因抑制劑(genestatic物質(zhì))。藥劑還可以抑制各種繁殖體的形成、孢子的釋放、病斑以及孢子侵入植物組織的結(jié)構(gòu)的形成,有的甚至僅抑制孢子的游動。
抑菌作用的實(shí)踐意義:
1.繁殖體的形成受抑制,以及孢子被抑制,顯然都會直接或間接地妨礙病害的傳播;
2.即使只是孢子被抑制,延緩生長速率,也會導(dǎo)致孢子的老化,老化孢子的萌發(fā)率會大大降低。
3.由于抑菌作用可在較低藥劑濃度下進(jìn)行這就減少對寄主產(chǎn)生藥害的機(jī)會,因而有助于使內(nèi)吸劑在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)揮作用四、殺菌劑的殺菌作用機(jī)制
(四)殺菌劑在菌體內(nèi)的主要作用部位主要是作用于細(xì)胞壁、質(zhì)膜、線粒體、核糖體和細(xì)胞核,破壞這些重要的結(jié)構(gòu)或影響這些結(jié)構(gòu)上或里面的重要代謝物質(zhì)的功能。(五)各種殺菌機(jī)制的生化基礎(chǔ)及不同機(jī)制間的相互關(guān)系殺菌劑的殺菌體作用機(jī)制就是殺菌劑致毒的生物化學(xué)。四、殺菌劑的殺菌作用機(jī)制
(六)了解殺菌劑作用方式和作用機(jī)制的目的殺菌劑作用方式和作用機(jī)制是殺菌劑的殺菌本質(zhì)。第一、在分子水平解釋殺菌劑對活菌體內(nèi)的生化反應(yīng)的干擾。其次,加快新藥劑的合成。第三,為解決抗藥性問題提供理論基礎(chǔ)。最后,了解降低藥物對環(huán)境污染和人體的傷害。四、殺菌劑的殺菌作用機(jī)制
一、殺菌劑對細(xì)胞壁的影響(一)對真菌細(xì)胞壁形成的影響(二)細(xì)胞壁其他組分的改變或異形(三)對細(xì)胞壁形成或功能破壞的間接作用(四)對細(xì)菌細(xì)胞壁的影響二、殺菌劑對細(xì)胞膜的破壞(一)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)受破壞(二)藥劑與膜上組分結(jié)合(三)對膜上一些酶活性的影響(四)對膜上甾醇合成的影響第二節(jié)殺菌劑對菌體細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的破壞
菌類,尤其是真菌的細(xì)胞壁對保持菌的形態(tài)和保護(hù)細(xì)胞的完整性起著重要的作用。真菌和細(xì)菌的細(xì)胞壁同樣由二類物質(zhì)構(gòu)成,一是微纖維,二是無定形物質(zhì),前者是包埋在后者之中。不過在真菌和細(xì)菌中的微纖維的化學(xué)成分是不同的,前者主要為幾丁質(zhì)和一些纖維素,后者為肽多糖。而高等植物的細(xì)胞壁中的纖維結(jié)構(gòu)則系纖維素。真菌細(xì)胞壁中的無定形物質(zhì)則以葡聚糖為主(約90%),不同真菌的細(xì)胞壁成分會有些區(qū)別。一、殺菌劑對細(xì)胞壁的影響(一)對真菌細(xì)胞壁形成的影響作用于真菌細(xì)胞壁的殺菌劑主要是影響幾丁質(zhì)合成酶的活性而使壁的形成受阻。1.嗎啉類等甾醇抑制劑的作用甾醇抑制劑顧名思義是抑制膜上甾醇合成,但這類藥劑有的也可作用于細(xì)胞壁。例如,在70年代末十三嗎啉被證實(shí)會抑制Mucor.sp.的幾丁合成酶的活性。抑制機(jī)制是由于藥物分子上的烴基側(cè)鏈和帶正電荷的嗎啉環(huán)結(jié)合而使分子具有溶菌作用,結(jié)果導(dǎo)致幾丁質(zhì)合成酶失去活性,其作用點(diǎn)看來是酶體上的磷脂。2.苯來特的分解產(chǎn)物異氰酸丁酯的作用苯來特可以防治由Fusariumsolani引起的豌豆莖枯,是由于分解產(chǎn)物異氰酸丁酯抑制幾丁質(zhì)合成酶活性的結(jié)果。一、殺菌劑對細(xì)胞壁的影響3.多氧霉素的作用此類抗菌素常稱為核苷酸抗菌素類,在日本廣泛使用,主要是用于防治由Alternariakikachiana引起的梨黑斑病。此外,對稻紋枯病、稻瘟病也有效果。此類藥劑不會抑制孢子萌發(fā)而會使芽管異形,其機(jī)制是由于幾丁質(zhì)合成受阻而影響細(xì)胞壁的生成。4.抑霉唑(imazalil)和丁苯嗎啉(fenpropimorph)等的作用形成類幾丁物質(zhì),且不規(guī)則分布會使孢子與菌絲異形,并從而影響新孢子的形成。一、殺菌劑對細(xì)胞壁的影響(一)對真菌細(xì)胞壁形成的影響(二)細(xì)胞壁其他組分的改變或異形前面提出過真菌細(xì)胞中除以幾丁質(zhì)為主的骨架物質(zhì)外,還有另一類無定形物質(zhì),這一類物質(zhì)中80-90%是多糖,其他則主要為蛋白質(zhì)、脂肪和一些果膠。這些物質(zhì)異常也會使細(xì)胞壁產(chǎn)生變化,導(dǎo)致菌的中毒。
1.稻瘟靈(富士1號)的作用其作用是減少脂質(zhì)物質(zhì)的合成。同時,甾醇合成也受影響,使膜的功能進(jìn)一步受到破壞而阻礙糖的吸收,從而影響細(xì)胞壁的合成。經(jīng)稻瘟靈處理的稻瘟病菌的菌絲粗大,比對照大2-3倍。
2.丙酰胺的作用影響纖維素的合成,而影響菌絲的生長和孢子的形成。
3.三環(huán)唑等一類化合物的作用這一類化合物的防病作用是影響附著胞胞壁上的黑色素形成,使菌失去侵入寄主植物的能力,對病菌的生長等都沒有影響,是屬于所謂無毒性殺菌劑類。一、殺菌劑對細(xì)胞壁的影響(三)對細(xì)胞壁形成或功能破壞的間接作用
1.異稻瘟凈作用稻瘟菌經(jīng)此藥處理后,首先看到的是非常明顯的細(xì)胞壁異形,壁的幾丁質(zhì)含量顯著降低,起初相當(dāng)長的時間人們都認(rèn)為此藥是影響幾丁質(zhì)的合成。后來進(jìn)一步的研究才發(fā)現(xiàn),它是先影響細(xì)胞膜的功能,改變其通透性,使合成細(xì)胞壁的UDP-N-乙酰氨基葡糖不能從膜的內(nèi)面運(yùn)出膜的外面,即膜與壁之間,從而減少了幾丁質(zhì)的合成。2.咪唑類的作用咪唑類殺菌劑,如抗霉唑(miconazole)、克霉唑(ketoconazole)和抗三唑(clotrinazole)是著名甾醇抑制劑,尤其是在高濃度下會嚴(yán)重破壞細(xì)胞膜的透性,使細(xì)胞內(nèi)含物大量外流,并產(chǎn)生殺菌作用。其重要癥狀是壁上的幾丁質(zhì)量反常增多。作用機(jī)制被認(rèn)為是分布在膜上的幾丁質(zhì)合成酶在正常情況下外于靜止?fàn)顟B(tài),可以被蛋白酶活化。經(jīng)藥劑處理后的菌體的蛋白酶由于膜透性的破壞而大量釋放,造成幾丁質(zhì)合成酶異常地活化,使幾丁質(zhì)大量增加,造成壁異常。一、殺菌劑對細(xì)胞壁的影響3.環(huán)烴類(如地茂散、五氯硝基苯)以及二甲酰亞胺類(撲海因、乙烯菌核利)等的作用
在正常情況下,在細(xì)胞膜上的幾丁質(zhì)合成酶是處于靜止(休眠)狀態(tài)的,這是由于受一種蛋白質(zhì)的抑制。經(jīng)這些藥劑處理后,這種抑制蛋白質(zhì)被一種蛋白分解酶所分解,從而激活了幾丁質(zhì)合成酶,可能是由于變構(gòu)的作用,因此幾丁質(zhì)合成異常增多而細(xì)胞壁加厚。
4.甲霜靈的作用
據(jù)報道,經(jīng)甲霜靈處理的鞭毛菌有細(xì)胞壁加厚了的中毒癥狀,此藥常系抑制rRNA的合成。這可能是由于rRNA的前身三磷酸核苷積累結(jié)果,因為三磷酸核苷會刺激β(1-3)葡糖合成酶的活性而參與細(xì)胞壁合成的調(diào)節(jié)作用,因而大幅度地提高了細(xì)胞壁合成。一、殺菌劑對細(xì)胞壁的影響(三)對細(xì)胞壁形成或功能破壞的間接作用
(四)對細(xì)菌細(xì)胞壁的影響細(xì)菌的細(xì)胞壁與真菌的有很大不同,主要是含有肽多糖、脂多糖和胞壁酸(或磷壁酸)。這些物質(zhì)的合成都需要磷酸化的C-55聚異戊烯醇作為糖殘基的攜帶者。
1.各種甾醇抑制劑如抗霉唑(miconazole)和克霉唑(ketoconazole)除對真菌細(xì)胞壁合成有影響外,對革蘭氏陽性細(xì)菌也有殺菌毒性??姑惯驎种粕鲜龅淖鳛樘菤埢鶖y帶者的C-55-聚異戊烯醇的合成,同時有C-40-聚異戊烯醇的積累,示綜的14C-甲羥戊酸不能摻入,從而影響細(xì)胞壁的合成。
2.青霉素等的作用肽多糖是由N-乙酰氨基葡糖和N-乙酰氨基葡糖乳酸(N-乙酸胞壁酸)交替排列并以1,4-糖苷鍵聯(lián)接的多糖鏈,然后再與氨基酸的肽鏈相連接而成。這種肽多糖也稱為粘肽,其末端有D-丙氨酰-D-丙氨酸的結(jié)構(gòu),而此結(jié)構(gòu)與青霉素的結(jié)構(gòu)中的主核6-氨基青霉烷酸(6-APA)很相似,因此線形的肽多糖的交聯(lián)受到青霉素的干擾。一、殺菌劑對細(xì)胞壁的影響
菌體細(xì)胞膜是由許多亞單位組成,每個亞單位主要含有類脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、甾醇和一些鹽類。這些亞單位又由金屬橋和疏水鍵連接起來。膜的最大功能是選擇通透性,能讓一些物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),又能保持住細(xì)胞內(nèi)許多物質(zhì)不會外流。當(dāng)然這種選擇通透性與膜上一些酶的活性有關(guān)。(一)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)受破壞膜上亞單位的連接點(diǎn)的金屬橋或其他疏水鍵會與一些殺菌劑結(jié)合,例如二甲基二硫代氨基甲酸鹽類會與金屬離子形成絡(luò)合物,使正常的金屬橋受到破壞,膜失去正常的生理功能。二、殺菌劑對細(xì)胞膜的破壞二、殺菌劑對細(xì)胞膜的破壞(二)藥劑與膜上組分結(jié)合
1.地茂散與五氯硝基苯等的作用環(huán)烴類殺菌劑很相似。用電鏡觀察的試驗顯著表明,經(jīng)藥處理后的病菌細(xì)胞內(nèi)的線粒體膜的結(jié)構(gòu)受破壞,開始時是線粒體的嵴膨脹,然后外膜膨脹,內(nèi)膜溶化,核被膜也受影響,核周腔加大。其原因是藥劑與線粒體上蛋白質(zhì)中的酪氨酸結(jié)合。
2.多果定的作用多果定是有長脂鏈的胍化合物,對果樹由Venturiaspp·引起的病害如蘋果黑星病最有效。最重要的一個特點(diǎn)是,侵染后30小時施藥仍然有治療作用,因此被認(rèn)為具有鏟除作用。對病菌的作用機(jī)制主要是對細(xì)胞膜的破壞作用,包括細(xì)胞膜和線粒體膜。由于線粒體膜的破壞,多果定對菌的呼吸也會有影響。因此多果定是一種多作用點(diǎn)的殺菌劑。不過,最主要的殺菌機(jī)制是影響膜的功能,原因是其長的親脂側(cè)鏈-C12H25與膜上脂質(zhì)結(jié)合,胍基團(tuán)仍保留在附近的水中,結(jié)果使膜的透性改變。二、殺菌劑對細(xì)胞膜的破壞(三)對膜上一些酶活性的影響異稻瘟凈和克瘟散都是防治稻瘟病很有效的有機(jī)磷殺菌劑,對菌絲的生長孢子形成抑制超過影響孢子萌發(fā)和附著孢的形成。前面提過,由于菌體中毒后很快就有細(xì)胞壁異形的癥狀,起初認(rèn)為這兩種藥劑是影響幾丁合成酶的活性,后來經(jīng)多次試驗表明,最早的毒性機(jī)制是細(xì)胞膜受破壞?,F(xiàn)已證實(shí),異稻瘟凈和克瘟散是影響膜卵磷脂,即磷脂酰膽堿的正常合成,其打擊點(diǎn)是干擾了由磷脂酰乙醇胺一連三次的轉(zhuǎn)甲基(甲基提供體為S-腺苷甲硫氨酸),亦即其酶體(磷脂N-甲基轉(zhuǎn)移酶)的活性受抑制。稻瘟病菌對這些藥特別敏感是由于其膜上磷脂中約一半都是卵磷脂。異稻瘟凈影響膜上一些酶活性是比較典型的,是特異性的。事實(shí)上膜上的ATP酶是普遍存在的,而影響此酶活性的許多含重金屬銅、汞等殺菌劑都具有此作用。(四)對膜上甾醇合成的影響甾醇是膜上重要的脂質(zhì),在真菌的細(xì)胞膜和線粒體膜上都存在。目前,很多人認(rèn)為甾醇是一個很重要的作用點(diǎn),近年來甾醇抑制劑的殺菌劑有很大的發(fā)展,其品種居殺菌劑的首位,從化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)來看,重要的有如下各類:(1)嗎啉類,(2)呱嗪類,(3)吡啶類,(4)嘧啶類,(5)二氮唑類,(6)三氮唑類。這些藥劑雖然都是甾醇合成抑制劑,但作用不盡相同,不過最重要的可分為兩類型:第一,嗎啉類的作用機(jī)制:第二,結(jié)構(gòu)中含氮以三氮唑為代表的作用機(jī)制。
1.嗎啉類的作用此類殺菌劑對菌的作用除主要影響甾醇合成外,還對幾丁質(zhì)的合成和呼吸鏈上輔酶Ⅰ氧化酶以及琥珀酸一細(xì)胞色素C處氧化還原體系有抑制作用。對甾醇合成的抑制本身主要的有兩個作用點(diǎn):(1)△14-還原酶活性受抑制和(2)△8→△7-異構(gòu)酶活性受抑制,而抑制麥角甾醇和表甾醇的合成。2.三氮唑類及有關(guān)化合物的作用包括第(2)至第(6)各類化合物。這類含N化合物對病菌的作用機(jī)制主要是干擾麥角甾醇合成過程的脫甲基反應(yīng)。其作用位點(diǎn)是切斷由4α-甲基-14α-甲基-8,24(28)-二烯-3β醇至4,4-二甲基麥角甾-8,14,24(28)-三烯-3β-醇的過程,即影響甾醇合成過程中C-14甲基的脫除。
甾醇合成不正常對膜功能的影響。甾醇對膜的作用主要是由于與膜上磷脂分子中脂酰基反應(yīng)而調(diào)節(jié)膜的可塑性或流動性。因此不正常的甾醇最主要的影響也就是膜的可塑性受破壞。顯然,脫甲基被阻就會增加膜上的甲基基團(tuán)而使膜加厚,并改變膜上雙層的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)的改變,也導(dǎo)致功能的改變,主要的是通透性改變增大,膜上的ATP酶活性也受到影響。最后膜上原來是靜止的幾丁合成酶的蛋白酶被激活而大量釋放,從而導(dǎo)致幾丁質(zhì)異常增多。(四)對膜上甾醇合成的影響
殺菌劑破壞其他結(jié)構(gòu),如細(xì)胞內(nèi)的多種細(xì)胞器,特別是線粒體、核糖體,甚至于紡錘體都會受到深刻的破壞,而這些結(jié)構(gòu)的異常都與各種殺菌劑不同作用相關(guān)聯(lián)。這些作用都導(dǎo)致菌體細(xì)胞代謝的致命的變化,因而將結(jié)合殺菌劑對代謝過程的干擾部分加以論述。三、破壞菌體細(xì)胞內(nèi)一些細(xì)胞器或其他結(jié)構(gòu)一、能對菌生長的作用及能生成受抑制后的毒性后果二、對糖酵解的影響三、對有氧呼吸的影響四、對氧化磷酸化的影響五、對脂質(zhì)氧化的影響六、對多功能氧化酶細(xì)胞色素P450活性的影響第三節(jié)殺菌劑對菌體代謝的干擾――對能生成的影響
概括地說,至今大部分殺菌劑的作用機(jī)制主要分兩方面:對能生成的干擾,即物質(zhì)的氧化或生物的呼吸受到影響;對生物合成的影響。一般來說,氧化受影響意味著中毒較為嚴(yán)重,許多時候被看為是一種殺菌作用。相對來說,生物合成受影響,中毒不那么深,多數(shù)是一種抑菌作用,單一或作用點(diǎn)少的內(nèi)吸劑屬于這一類。當(dāng)然,能生成受抑制自然也會影響生物合成。兩者有緊密的聯(lián)系。第三節(jié)殺菌劑對菌體代謝的干擾――對能生成的影響
最突出又重要的是對孢子萌發(fā)的作用。通常要使孢子萌發(fā)就需要大量能的供應(yīng),而維持菌絲的生長則只要有一定量能的供應(yīng)就可以。當(dāng)然能的生成受破壞會造成整修新陳代謝的紊亂,最后導(dǎo)致菌的死亡,而如果只是降低能的生成而不是完全抑制,則可以使生長停止,但菌并不會死亡。不過如果長期的能量供應(yīng)不足也會造成菌的死亡。殺菌劑對菌體內(nèi)能生成的抑制主要是干擾三羧酸循環(huán),破壞呼吸鏈上的電子傳遞和氧化磷酸化的偶聯(lián)反應(yīng)的解除。一、能對菌生長的作用及能生成受抑制后的毒性后果
二、對糖酵解的影響殺菌劑影響糖酵解有間接和直接的兩種作用。(一)間接作用主要是一些傳統(tǒng)的殺菌劑如銅、汞等重金屬殺菌劑,這些藥劑會破壞細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu),使一些金屬離子,主要是K+向細(xì)胞外滲透,而糖酵解過程中最重要的磷酸果糖激酶(PFK)中,是K+來活化的,丙酮酸激酶也需要K+作為輔助。因此這些酶的活性都會受到破壞而阻礙糖的酵解過程。(二)直接作用殺菌劑對酵解的直接作用,都是由于有關(guān)酶的活性受破壞。均是與-SH反應(yīng)或結(jié)合的。這些藥劑大都是傳統(tǒng)的保護(hù)劑,有兩類,一是含重金屬的,如銅劑和汞劑;另一是有機(jī)化合物,如百菌清和克菌丹。二、對糖酵解的影響(二)直接作用1.銅、汞制劑的作用糖酵解受這類殺菌劑的影響則主要是三種酶的活性受干擾,即丙酮酸激酶、已糖激酶和丙酮酸脫羧酶。這些酶都含有-SH基,一般說來汞劑對這三種酶的毒性都是很強(qiáng)的。有人認(rèn)為硫磺對已糖激酶也有抑制作用。2.克菌丹和滅菌丹的作用這兩種藥對酵解有影響,也是由于其功能基-SCCl3甚易與含巰基化合物反應(yīng),而且其產(chǎn)物硫光氣又易于與-SH、-NH2和-OH基反應(yīng)。3.百菌清的作用影響酵解的作用位點(diǎn)是從3-磷酸甘油醛到1,3-二磷酸甘油反應(yīng)中的磷酸甘油醛脫氫酶活性受阻。原因是此酶體上含有半胱氨酸蛋白質(zhì),其結(jié)構(gòu)中的-SH基甚易與百菌清反應(yīng)。此外,谷胱甘肽是一種重要的細(xì)胞正常代謝的調(diào)節(jié)物質(zhì),而還原型的谷胱甘肽(GHS)也易與百菌清反應(yīng)。三、對有氧呼吸的影響殺菌劑對有氧呼吸的影響主要有對乙酰輔酶A形成的干擾,對三羧酸循環(huán)的影響,對呼吸鏈上氫和電子傳遞的影響和對氧化磷酸化的影響。(一)對乙酰輔酶A形成的影響
對乙酰輔酶A形成必須有輔酶A的參與,而后者是含有-SH基。故凡與-SH反應(yīng)的殺菌劑均干擾乙酰輔酶A形成??司た梢哉f是一種對乙酰輔酶A形成帶有特異性反應(yīng)的殺菌劑。棉鈴紅腐病菌(Fusariumroseum)經(jīng)克菌丹處理后細(xì)胞內(nèi)有大量的丙酮酸積累,沒有乙酰輔酶A的形成。而在這種情況下,其作用位點(diǎn)不是CoA-SH,而是丙酮酸脫羧酶系中的硫胺素焦磷酸(TPP)。TPP的作用是在丙酮酸脫羧過程中起轉(zhuǎn)乙酰基的作用,而TPP接受乙?;鶗r只能以氧化型(TPP+)進(jìn)行,在有克菌丹存在的情況下,TPP+的結(jié)構(gòu)就會受破壞,失去轉(zhuǎn)乙?;淖饔?,當(dāng)然乙酰輔酶A就不能形成,丙酮酸也就大量積累,因此以后的氧化反應(yīng)都受到抑制。三、對有氧呼吸的影響(二)對三羧酸循環(huán)的影響參與三羧酸循環(huán)的酶中,含有-SH基,如琥珀酸脫氫酶、異檸檬酸脫氫酶、延胡索酸和蘋果酸脫氫酶等,因而許多易與-SH基反應(yīng)的殺菌劑,如銅、汞制劑都會非特異性的干擾三羧酸循環(huán)。進(jìn)入三羧酸循環(huán)殺菌劑的毒性作用主要有下列幾個位點(diǎn)。1.乙酰二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)變?yōu)闄幟仕徇^程受阻從乙酰二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)化為檸檬酸需要輔酶A的參與,因此能干擾輔酶A的藥劑都會在不同程度上干擾這個反應(yīng)。許多傳統(tǒng)保護(hù)劑都會有此作用,主要有福美雙、福美鐵、二氯萘醌、克菌丹和硫磺等??蓪⑤o酶A氧化為不可逆的氧化型,失去活性。2.烏頭酸酶活性受抑制這類藥劑主要有代森類,如代森鋅、代森錳和8-羥基喹啉等。其毒性機(jī)制也是由于烏頭酸酶的輔助因子鐵離子與這些化合物反應(yīng)形成螯合物。3.酮戊二酸脫氫酶活性受阻酮戊二酸脫氫酶活性受抑制,致使中毒的細(xì)胞內(nèi)琥珀酸含量明顯降低。影響此酶活性的藥劑是克菌丹。顯然毒性機(jī)制也是由于硫胺素焦磷酸(TPP)輔酶的活性受阻。4.琥珀酸和蘋果酸脫氫酶活性受阻能干擾此兩種脫氫酶活性的殺菌劑主要是硫磺、異硫氰甲酯和萎銹靈。5.延胡索酸酶活性受阻硫酸銅處理后,菌體細(xì)胞延胡索酸活性明顯受到抑制,蘋果酸含量顯著降低。三、對有氧呼吸的影響(二)對三羧酸循環(huán)的影響(三)對菌體內(nèi)線粒體呼吸鏈功能的影響殺菌劑的毒性機(jī)制最重要的就是對物質(zhì)的有氧氧化的干擾。在生物體中ATP主要是在呼吸鏈中三個位點(diǎn)形成,因此對呼吸鏈中電子傳遞的干擾也就成為殺菌劑最重要作用機(jī)制之一。與呼吸鏈有關(guān)的主要酶類為:輔酶(NADH)、黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、黃素單核苷酸(FMN)、輔酶Q和多種細(xì)胞色素以及細(xì)胞色氧化酶。殺菌劑對呼吸鏈的影響主要也就是對些酶或輔酶活性的抑制。
1.敵枯唑(雙)的作用敵枯唑主要用于防治細(xì)菌性病害。研究結(jié)果表明,此藥的殺菌機(jī)制是通過抑制輔酶Ⅰ(NAD)的合成而破壞呼吸鏈功能。三、對有氧呼吸的影響三、對有氧呼吸的影響(三)對菌體內(nèi)線粒體呼吸鏈功能的影響2.敵克松的作用敵克松的殺菌有效成分為對-二甲氨基苯重氮磺酸鈉,是用于防治水稻爛秧病,對卵菌如腐霉菌Pythiumsp.有特效。敵克松會強(qiáng)烈抑制輔酶I與呼吸鏈上細(xì)胞色素C氧化酶之間的電子傳遞,其作用點(diǎn)是輔酶I氧化酶區(qū),主要是該化合物分子上的苯環(huán),插入輔酶I分子上的二氫吡啶環(huán)和黃酶上的異咯嗪環(huán)之間形成一個共平面復(fù)合結(jié)構(gòu)的結(jié)果。3.萎銹靈的作用萎銹靈是作用于線粒體的呼吸鏈中的復(fù)合物Ⅱ處的琥珀酸—輔酶Q氧化還原酶系。4.聯(lián)苯酚的作用
2-苯基苯酚是殺細(xì)菌的消毒劑,對細(xì)菌Rhodospirillumrubrum有抑制呼吸作用,作用點(diǎn)是呼吸鏈上復(fù)合物I進(jìn)入輔酶Q處的電子傳遞。(一)一般的影響許多會破壞細(xì)胞膜透性和破壞線粒體結(jié)構(gòu)的藥物,當(dāng)然都會破壞氧化磷酸化反應(yīng)。其次一般的影響還意指對ATP酶活性的破壞。由于此酶也含有-SH基,因而許多能與此基反應(yīng)的藥物都會影響氧化磷酸化。(二)特異性的抑制作用對氧化磷酸化有特異性的干擾作用有兩種情況,一種是抑制磷酸化,當(dāng)然是與氧化偶聯(lián)的磷酸化;另一種是解散這兩種偶聯(lián)反應(yīng)。起第一種作用的稱為氧化磷酸化抑制劑,第二種稱為解偶聯(lián)劑。四、對氧化磷酸化的影響四、對氧化磷酸化的影響(二)特異性的抑制作用1.解偶聯(lián)劑的作用打斷偶聯(lián)反應(yīng)的藥物有兩類:二硝基酚類和離子載體類。前者如二硝基酚、開拉散(敵螨普)和敵菌酮。離子載體(第二類)只有在離子(實(shí)際上是陽離子)K+或Na+存在時才能起作用,尤其是K+離子。最典型的例子是纈霉素(Streptomycesspp.的產(chǎn)物)。
2.(氧化)磷酸化抑制劑的作用如果在生物體內(nèi)呼吸進(jìn)行過程磷酸化中止,則會造成線粒體內(nèi)膜外側(cè)H+和內(nèi)外側(cè)電位差的積累,而切斷電子傳遞。至今,抑制磷酸化的殺菌劑有錫化合物,如用于防治甜菜葉斑病的醋酸苯錫和氫氧化苯錫。這些藥物是通過抑制ATP合成酶的活性來影響磷酸化的。(一)脂肪酸β-氧化受阻脂肪酸的降解(氧化),一般有α-氧化、β-氧化和ω-氧化,但在真菌體內(nèi)主要是β-氧化,其實(shí)質(zhì)是脫氫和碳鏈降解。另外,β-氧化是必需輔酶A的參與,因此前面談過的那些會影響此酶活性的藥劑如克菌丹和二氯萘醌等都會影響這個反應(yīng)。(二)乙酸氧化受阻在真菌內(nèi),如Askpergillusnidulans,乙酸可以直接轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A,然后進(jìn)入三羧酸循環(huán)進(jìn)一步氧化,多作用點(diǎn)的多果定被證明對乙酸的氧化有抑制作用。五、對脂質(zhì)氧化的影響(三)脂質(zhì)和不飽和脂肪酸的過氧化反應(yīng)增高線粒體膜、核膜和細(xì)胞膜上的脂質(zhì)或不飽和脂肪酸都會受一些藥物的影響。在單加氧酶的作用下,脂質(zhì)的過氧化反應(yīng)會增大并從而破壞膜的結(jié)構(gòu),干擾膜的功能。1.地茂散、五氯硝基苯等環(huán)烴類的作用誘導(dǎo)線粒體膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的脂質(zhì)的過氧化反應(yīng),并證明可以用醋酸維生素E和胡椒基丁醚逆轉(zhuǎn),同時藥劑對菌生長的抑制也被消除了。
2.二甲酰亞胺類(DCOF)如撲海因和乙烯菌核利的作用這一類藥劑和環(huán)烴類一樣都會增大線粒體膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的脂質(zhì)的過氧化反應(yīng)。五、對脂質(zhì)氧化的影響六、對多功能氧化酶細(xì)胞色素P450活性的影響在討論甾醇抑制劑類型的殺菌劑對膜上甾醇合成的抑制時已指出,咪唑類殺菌劑之所以抑制甾醇合成的主要機(jī)制是抑制甾醇分子上C-14α-甲基的脫除,其準(zhǔn)確作用作用點(diǎn)是脫甲基的第一步氧化反應(yīng)。此氧化反應(yīng)是細(xì)胞色素P450促進(jìn)的。藥劑對此氧化過程的干擾是由于藥劑與這個氧化酶結(jié)合,使其失去活性。第四節(jié)殺菌劑對菌體代謝的干擾——對代謝物質(zhì)的生物合成及其功能的影響一、殺菌劑對核酸合成和功能的影響二、殺菌劑對蛋白質(zhì)合成和功能的影響三、殺菌劑對脂質(zhì)(脂肪酸)合成及其功能的干擾
對核酸的結(jié)構(gòu)和合成過程以及功能有毒性的藥劑多數(shù)都是內(nèi)吸劑,其作用機(jī)制有下列幾方面。(一)摻假核酸的作用所謂摻假核酸主要是指核酸結(jié)構(gòu)中堿基不是生物體內(nèi)的原來的堿基,而是與其在結(jié)構(gòu)上相似的異體化合物或殺菌劑。這種核酸當(dāng)然失去真正核酸的功能,可稱為假的核酸。至今殺菌劑中起這種毒性作用的苯來特、多菌靈和噻菌靈(涕必靈)等少數(shù)幾種。一、殺菌劑對核酸合成和功能的影響一、殺菌劑對核酸合成和功能的影響(二)影響核酸分子中堿基或核苷的合成1.2-氨基嘧啶殺菌劑的作用這一類殺菌劑的代表是甲菌定和乙菌定,這些藥劑主要都是用于防治作物白粉病。其毒性機(jī)制是干擾嘌呤的代謝。萌發(fā)的Erysiphegraminis分生孢子會把嘌呤和腺苷摻入核酸,但在乙菌定存在時腺嘌呤核苷酸和次黃(嘌呤)核苷酸就不能形成,結(jié)果核酸也不能合成。2.6-氮雜尿嘧啶類的作用此系與核酸的堿基相似的化合物,被證明對一些白粉病菌有效,并有內(nèi)吸殺菌作用。6-氮雜尿嘧啶不會抑制孢子萌發(fā),也不會阻礙菌的侵入,但是會明顯抑制病菌在寄主細(xì)胞內(nèi)吸盤(胞)的形成而起防病作用。6-氮雜尿嘧啶的殺菌機(jī)制是抑制了尿嘧啶合成過程中的尿嘧啶–6-甲酸核苷5’-磷酸(即乳清酸核苷-5’-磷酸)的脫羧作用。(三)核酸合成受阻
1.甲霜靈的作用干擾核酸,特別是r-RNA的合成,最敏感的是使尿苷摻入RNA受阻,但不影響尿苷的吸收和尿苷轉(zhuǎn)化為尿苷酸。也就是說,作用點(diǎn)是核苷酸聚合為核酸的階段受阻。現(xiàn)已知道,有三種RNA的聚合酶擔(dān)負(fù)著細(xì)胞內(nèi)的核苷酸的聚合。這三種聚合酶稱為聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ或A、B和C,它們是有分工的,Ⅰ主要是負(fù)責(zé)核糖體內(nèi)r-RNA的合成,Ⅱ是用于m-RNA的合成,而Ⅲ則用于t-RNA和5SRNA的合成。甲霜靈和其相似物對三種酶有選擇性抑制作用,主要是對聚合酶Ⅰ(或A)的毒力最大,也就是rRNA的合成受阻,結(jié)果核糖體就不正常。r-RNA聚合受阻當(dāng)然會造成三磷酸核苷的大量積累。這也就是甲霜靈會使細(xì)胞壁加厚的原因。2.放線菌素D和絲列霉素的作用干擾DNA的合成和DNA的生物活性。作用機(jī)制是藥物分子與DNA反應(yīng)形成一種結(jié)合體,使DNA失去作為合成RNA的模板的作用,也就是抑制了依賴DNA作為模板的RNA合成。一、殺菌劑對核酸合成和功能的影響(四)對細(xì)胞分裂的影響1.苯并咪唑類的作用用示蹤的多菌靈進(jìn)行試驗結(jié)果表明,藥劑是通過與構(gòu)成紡錘絲的管蛋白的亞單位(即微管蛋白)結(jié)合而阻礙管蛋白的形成,從而破壞紡錘絲的功能,使細(xì)胞有絲分裂不能正常進(jìn)行,染色體的分離紊亂。另外,地茂散等環(huán)烴類和二甲酰亞胺類化合物如腐霉利、乙烯菌核利、撲海因也會導(dǎo)致有絲分裂分離的增高。惡霉靈的殺菌機(jī)制主要是抑制DNA的合成,比對RNA合成的毒力要大近一倍。比對蛋白質(zhì)合成的抑制則更為明顯。灰黃霉素可能是對微管蛋白的滑動能力有很大的影響,致使染色體無法分離。(五)對核酸合成和細(xì)胞分裂的間接影響一些甾醉抑制劑、環(huán)烴類和二甲酰亞胺類對膜功能有破壞作用,包括核膜,因此可以間接時影響核酸的合成和細(xì)胞分裂。甲菌定和乙菌定對一些核酸堿基合成的間接影響堿基的合成。一、殺菌劑對核酸合成和功能的影響二、殺菌劑對蛋白質(zhì)合成和功能的影響(一)直接干擾蛋白質(zhì)合成在直接影響蛋白質(zhì)合成的藥物中,研究得最多是抗菌素。稻瘟散,是放線菌的代謝產(chǎn)物,在日本普遍用于防治稻瘟病,此藥是與核糖體的大亞基(50S)上的位點(diǎn)結(jié)合,從而妨礙了核糖體與氨酰tRNA的結(jié)合,致使肽鏈無法伸長,當(dāng)然肽鏈在核糖體上移位也會受到抑制。春雷霉素,此藥主要也是用于防治稻瘟病,但對一些細(xì)菌病害也有效,對蛋白質(zhì)合成的影響是由于抑制氨酰tRNA與核糖體小亞基(30S)的結(jié)合,具體地說是抑制核糖體小亞基(30S)與起始物的結(jié)合。起始物在真菌中是Met-tRNAm,在細(xì)菌中則為fMet-RNAf,前者是由聚(尿苷)-mRNA指揮的聚苯丙氨酸的合成,后者是由聚-(AUG)-mRNA指揮的氨基酸合成。(二)藥劑與某些蛋白質(zhì)結(jié)合而嚴(yán)重影響菌的代謝1.苯并咪唑類的作用
苯來特、多菌靈等殺菌劑最致命的殺菌毒性機(jī)制是藥物分子與細(xì)胞分裂時組成紡錘絲的管蛋白相結(jié)合,使紡錘絲失去拉動染色體的功能,而嚴(yán)重影響細(xì)胞的正常分裂。
2.與呼吸鏈上輔酶Q結(jié)合點(diǎn)的蛋白質(zhì)結(jié)合
如萎銹靈是與輔酶Q結(jié)合位點(diǎn)QPs蛋白質(zhì)結(jié)合而起毒性作用的。二、殺菌劑對蛋白質(zhì)合成和功能的影響3.與肌動蛋白絲結(jié)合的藥劑肌動蛋白絲(包括管蛋白)是細(xì)胞骨架的重要組分。環(huán)烴類、二甲酰亞胺類以及某些有機(jī)磷劑如甲基立枯磷(tolclofos-methyl)與肌動蛋白絲結(jié)合而破壞肌絲功能,致使病菌不能茁芽或孢子不能形成,游動孢子不能游動,出現(xiàn)體細(xì)胞分離等毒性癥狀。從殺菌劑的毒性影響來看,肌絲對菌的生長有多方面的重要作用:(1)對孢子形成或茁芽的作用,其機(jī)制是首先是機(jī)動蛋白固著在細(xì)胞膜上,而使肌絲集聚在茁芽起始部位,這種積聚的肌絲會導(dǎo)致一種細(xì)胞流的形成,使幾丁類物質(zhì)沉聚在壁上。因此,如果肌動蛋白的固著過程受到干擾,就會有兩種后果,即不會茁芽和細(xì)胞壁異常、孢子不能形成,也就是說細(xì)胞骨架異常。(2)影響游動孢子的游動(藻狀菌),這些孢子的游動是依靠微絲的作用。微絲是擔(dān)負(fù)著細(xì)胞伸縮的一種非肌肉組織的結(jié)構(gòu)。在許多細(xì)胞中,微絲已被鑒定是由肌動蛋白組成,即也是一種肌絲。(3)肌絲功能如果受破壞,也會導(dǎo)致細(xì)胞分離,因此有人認(rèn)為管蛋白也是一種肌絲。二、殺菌劑對蛋白質(zhì)合成和功能的影響(三)間接影響蛋白質(zhì)的合成1.間接的影響由于蛋白質(zhì)的合成是一種需能代謝反應(yīng),因而對能生成有嚴(yán)重影響的藥物一般都有、會間接地影響蛋白質(zhì)合成。其次蛋白質(zhì)合成是由DNA調(diào)控的,因此對核酸合成或?qū)斯δ苡忻黠@影響的藥物也會間接影響蛋白質(zhì)的合成。2.環(huán)烴類和二甲酰亞胺類化合物的作用這些殺菌劑是典型會激發(fā)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的化合物,而脂質(zhì)過氧化反應(yīng)也會在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上進(jìn)行,因為細(xì)胞色素C還原酶常常也分布在這個膜上,而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)又是核糖體的所在場所,因此這些殺菌劑常常也會影響蛋白質(zhì)的合成。3.苯并咪唑類的分解產(chǎn)物異硫氰酸丁酯的作用苯來特是著名的影響細(xì)胞有絲分裂的藥物,使孢子異形。但是與此同時,在中毒的菌體內(nèi)也可以觀察到蛋白質(zhì)合成明顯受阻,其原因并不是DNA功能受破壞,而是由于其分解產(chǎn)物異硫氰酸丁酯作用的結(jié)果,此化合物可以與后蛋白質(zhì)合成有關(guān)的酶體中的—SH基反應(yīng)而破壞其活性二、殺菌劑對蛋白質(zhì)合成和功能的影響三、殺菌劑對脂質(zhì)(脂肪酸)合成及其功能的干擾(一)異稻瘟凈和克瘟散的作用使病菌細(xì)胞壁異形,其原因是由于膜的功能受到破壞,而膜功能受破壞的實(shí)質(zhì)又是膜上的磷脂合成受阻。(二)甾醇抑制劑的作用甾醇本身也是一種脂質(zhì)化合物,且這些藥劑對其他脂質(zhì)也有明顯影響,特別是游離脂肪酸含量的變化。(三)多果定的作用多果定的最主要?dú)⒕鷻C(jī)制是破壞細(xì)胞膜的功能,其原因是由于其分子中的脂溶性很強(qiáng)的側(cè)鏈溶解于膜上的脂質(zhì)的合成。(四)環(huán)烴類和二甲酰亞胺類的作用這些藥劑會影響細(xì)胞膜上脂質(zhì)的合成,原因是這些藥會誘導(dǎo)(或提高)脂質(zhì)的過氧化反應(yīng),這樣的過氧化反應(yīng)會從多方面干擾膜上脂質(zhì)的合成。第五節(jié)無殺菌毒性的藥劑一、無殺菌毒性藥劑的特點(diǎn)及其作用機(jī)理(一)無殺菌毒性藥劑的特點(diǎn)(二)無殺菌毒性藥劑的作用機(jī)理二、無殺菌毒性藥劑的種類(一)作用于調(diào)節(jié)寄主抗病性的類型(作用于寄主保衛(wèi)系統(tǒng)的類型)(二)直接作用于病菌而削弱致病力的類型(影響致病機(jī)制的類型)
無殺菌毒性“殺菌”劑(
Nonfungitoxicprotectants):在噴到植物上可以起到防病的濃度的情況下卻對病菌本身沒有或幾乎沒有毒性的殺菌劑。如噻瘟唑、三環(huán)唑。
這類殺菌劑可以直接作用于病菌,使其不能侵入植物組織,或不能在植物組織內(nèi)立足,或雖能立足但不能引起病害的發(fā)展;這些藥物也可以影響病菌和植物間的反應(yīng),使植物提高抗病性。但是要提出的是,在內(nèi)吸劑中也有個別品種,同時具有殺菌毒力和提高植物抗菌素病力的,例如下面將提到的甲霜靈。(一)無殺菌毒性藥劑的特點(diǎn)無殺菌毒性藥劑優(yōu)越于傳統(tǒng)有殺菌毒性藥劑之處是:
1.具有更高選擇性和無殺傷生物的作用,其作用比一般內(nèi)吸劑更少,是一類非常專一作用的化合物,因此用于植物病害防治對人、非目標(biāo)生物和環(huán)境的危害性甚小,即無公害問題。
2.這一類藥劑中有些是屬于誘導(dǎo)寄主植物抗病性的化合物,其使用濃度甚低。而且,這種通過誘導(dǎo)而獲得的抗病作物比一般通過育種而獲得的抗病品種更能保持原有的優(yōu)良品質(zhì)。
3.用這類藥劑誘導(dǎo)而獲得的抗病性,可能產(chǎn)生的防御作用要比傳統(tǒng)具有殺菌毒性的藥劑有更長的持久性。
4.由于這一類藥劑對菌沒有毒性或沒有產(chǎn)生深刻的生化變化而致毒,因而不會出現(xiàn)抗藥性問題。一、無殺菌毒性藥劑的特點(diǎn)及其作用機(jī)理(二)無殺菌毒性藥劑的作用機(jī)理無殺菌毒性保護(hù)劑的防病作用機(jī)理有兩方面,一是作用于病菌,二是作用于寄主植物。已明確的機(jī)理是:
1.直接阻止病菌侵入植物組織或使其不能在植物組織中定植,如黑色素生物合成抑制劑、角質(zhì)酶抑制劑等。
2.通過干擾病菌致病的關(guān)鍵因素(如真菌毒素和酶的活性)達(dá)到削弱病菌的致病能力,如苯來特的分解產(chǎn)物之一——異氰酸丁酯是一種很強(qiáng)的角質(zhì)酶抑制劑。
3.通過誘發(fā)或刺激植物特定的抗性機(jī)制,或以非特異的方式改變寄主植物的代謝途徑,使其降低對病菌的敏感性從而達(dá)到控制病害目的。一、無殺菌毒性藥劑的特點(diǎn)及其作用機(jī)理二、無殺菌毒性藥劑的種類(一)作用于調(diào)節(jié)寄主抗病性的類型(作用于寄主保衛(wèi)系統(tǒng))1.噻瘟唑(probenazole)的作用
是防治稻瘟病的藥
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