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    南方水稻黑條矮縮病潛隱性強(qiáng)、危害重、防控難度大，是中國、越南等國家稻區(qū)水稻重要病害之一，可危害水稻、玉米等禾本科作物的安全生產(chǎn)。該病害的病原為南方水稻黑條矮縮病毒（Southern rice black-streaked dwarf virus, SRBSDV），是由媒介昆蟲——白背飛虱 Sogatella furcifera（white-backed planthopper，WBPH）傳播所致。

    1、藥劑創(chuàng)制思路

    南方水稻黑條矮縮病存在潛隱性強(qiáng)、危害重、缺乏安全高效的防控藥劑、防控難度大等特點(diǎn)。2005年，宋寶安教授團(tuán)隊(duì)基于水稻媒介昆蟲傳播病毒的流行規(guī)律，針對“病毒、植物寄主、媒介昆蟲”三要素，構(gòu)建“三位一體”靶標(biāo)模型，并從天然產(chǎn)物中尋找高活性、新結(jié)構(gòu)的先導(dǎo)化合物，基于手性分子原理進(jìn)行結(jié)構(gòu)衍生和修飾，通過高活性和低風(fēng)險2個指標(biāo)進(jìn)行新藥劑創(chuàng)制。經(jīng)多年的攻關(guān)研究，創(chuàng)制出系列植物免疫激活劑、病毒增殖抑制劑、媒介昆蟲傳毒阻斷劑（陳卓和宋寶安，2011）（圖1）。

    2、高活性藥劑的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用

    2.1  免疫激活劑的發(fā)現(xiàn)

    本團(tuán)隊(duì)建立 SRBSDV 介導(dǎo)水稻懸浮細(xì)胞的藥劑篩選模型和活體水稻篩選模型，并建立基于系統(tǒng)性獲得性抗性（systemic acquired resistance，SAR）通路關(guān)鍵蛋白的生化和分子生物學(xué)方法，用于免疫激活劑篩選。例如，采用介導(dǎo)法將SRBSDV轉(zhuǎn)入水稻懸浮細(xì)胞，經(jīng)毒氟磷處理后病毒含量顯著降低。

    以S7-1基因作為病毒抑制指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)毒氟磷在細(xì)胞水平上對病毒的抑制率為95.12%。同樣，以 S9-1基因作為標(biāo)記分子，在水稻懸浮細(xì)胞上發(fā)現(xiàn)毒氟磷對其具有抑制活性，當(dāng)毒氟磷作用20～24 h時抑制活性最明顯。采用水稻懸浮細(xì)胞介導(dǎo)法，發(fā)現(xiàn)氨基寡糖素（chitosan oligosaccharide，COS）對病毒也具有誘導(dǎo)保護(hù)活性，對病毒抑制活性為84.84%。

    2.2  病毒增殖抑制劑的發(fā)現(xiàn)

    病毒CP在保護(hù)病毒顆粒完整性以及病毒運(yùn)輸?shù)确矫婢哂兄匾�意義。本團(tuán)隊(duì)構(gòu)建pGEX6p-1-P10等系列原核表達(dá)載體，采用大腸桿菌Escherichia coli BL21（DE3）RIL等表達(dá)菌株進(jìn)行CP表達(dá)，構(gòu)建排阻色譜、熒光滴定、微量熱泳動技術(shù)體系，用于研究基于CP的體外SRBSDV抑制藥劑的篩選。該方法為高通量、快速、體外篩選直接作用于植物病毒的藥劑提供了借鑒方法。

    研究人員采用丙酮對棉花籽油沉淀進(jìn)行活性成分分離提取，經(jīng)結(jié)構(gòu)鑒定為棉子酚和β-谷甾醇。多年多地的田間藥效試驗(yàn)表明，上述提取物對SRBSDV具有一定的抑制活性。

    2.3  媒介昆蟲傳毒阻斷劑的發(fā)現(xiàn)

    基于田間防控需要，結(jié)合“蟲病共防”的防控策略，依據(jù)吡蚜酮阻斷媒介昆蟲傳播病毒和新煙堿類系列殺蟲劑降低蟲口基數(shù)的機(jī)制，同時為滿足田間施藥場景中“速效”和“長效”等特點(diǎn)，本團(tuán)隊(duì)開發(fā)了系列傳媒害蟲傳毒阻斷劑的緩釋性顆粒劑、懸浮劑和超低容量液劑等新劑型（中國發(fā)明專利：ZL200910102604.6和ZL 201210349900.8）。

    3、高活性藥劑的作用機(jī)制研究

    3.1  免疫激活劑的機(jī)制

    研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)毒氟磷處理的水稻懸浮細(xì)胞和水稻葉片組織，POD、PPO和PAL活性顯著增加，通過檢測水楊酸（salicylic acid，SA）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路關(guān)鍵效應(yīng)分子發(fā)現(xiàn)，毒氟磷通過激活 SA 信號通路具有激活效應(yīng)，表明毒氟磷對水稻具有誘導(dǎo)保護(hù)活性。

    采用label-free蛋白質(zhì)定量組學(xué)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)氨基寡糖素可誘導(dǎo)水稻防御蛋白表達(dá)。RT-qPCR和酶活性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)COS可上調(diào)防御基因和增加過氧化物酶、超氧歧化酶、過氧化氫酶的活性。結(jié)果顯示，COS抑制SRBSDV的初步機(jī)理與誘導(dǎo)植物寄主抗性相關(guān)。

    3.2  病毒抑制劑機(jī)制研究

    采用熒光波譜、ITC和MST研究毒氟磷與P9-1的互作，發(fā)現(xiàn)毒氟磷與P9-1具有很強(qiáng)的親合性，其親和力達(dá)微摩級。將 175 位精氨酸突變?yōu)楦拾彼岷螅�其親合力顯著降低。研究結(jié)果表明P9-1的175位精氨酸是毒氟磷的重要結(jié)合位點(diǎn)。因此，推測毒氟磷除了誘導(dǎo)植物寄主抗性的作用之外，還能干擾病毒基質(zhì)的形成，從而干擾病毒的復(fù)制。

    4、南方水稻黑條矮縮病防控藥劑的田間應(yīng)用

    目前在我國南方水稻黑條矮縮病防控中大面積推廣應(yīng)用的病毒病藥劑主要是毒氟磷（農(nóng)藥登記證：PD20160338）。毒氟磷在提高水稻寄主抗性、降低病毒侵染率、抑制病毒在水稻寄主體內(nèi)增殖等方面具有顯著的作用。

    2010年，廣東省雷州市的田間試驗(yàn)中，依據(jù)WBPH遷入時間及帶毒情況，在1葉1心期、移栽前、大田分蘗初期、孕穗期進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)30%毒氟磷WP 聯(lián)合 25%吡蚜·噻蟲嗪 SC、25%吡蚜·噻蟲嗪SC、10%醚菊脂MG、30%毒氟磷WP、8%寧南霉素 AS 處理，于大田分蘗初期和收割前進(jìn)行田間調(diào)查，結(jié)果表明，30%毒氟磷WP聯(lián)合 25%吡蚜·噻蟲嗪SC對該病的防控效果最好，防效分別為66.67%、73.24%；單用 25%吡蚜·噻蟲嗪SC的防效分別為 50.51%、46.48%，單用10%醚菊脂MG、30%毒氟磷WP、8%寧南霉素AS的防效分別為33.33%、33.33%、17.12%（大田分蘗初期），45.07%、43.66%、42.25%（收割前）；表明30%毒氟磷WP在單用的情況下對水稻具有保護(hù)活性，比對照藥劑——寧南霉素防效要高；同時，將 30%毒氟磷 WP 與 25%吡蚜·噻蟲嗪SC聯(lián)合施用，能顯著提高防效，比單用25%吡蚜·噻蟲嗪SC的防效要高（陳卓等，2011）。此外，針對苗期感染SRBSDV的應(yīng)急防控，通過組合毒氟磷、碧護(hù)、吡蚜·噻蟲嗪，3次施藥后，在孕穗期進(jìn)行田間調(diào)查，也顯示出較好的防治效果，其中，通過毒氟磷的蟲病共治處理的防效可達(dá)39.9%。

    5、集成創(chuàng)新“水稻全程免疫”抗病防病技術(shù)

    本團(tuán)隊(duì)通過多年的研究實(shí)踐，集成創(chuàng)新“水稻全程免疫”抗病防病技術(shù)。2013 年，云南省芒市田間試驗(yàn)表明，通過組合毒氟磷防病-吡蚜酮阻止傳毒的措施，在苗期、移栽期和本田期3次施藥，對南方水稻黑條矮縮病的防效可達(dá) 97.5%，田間測產(chǎn)為0.77 kg/m2，顯著高于對照（0.40 kg/m2）；2013 年，福建省順昌縣田間試驗(yàn)表明，通過組合毒氟磷-吡蟲啉拌種、移栽期和本田期噴施毒氟磷-吡蚜酮的組合 措 施 ，本 田 期 防 效 為 66.7% ，顯 著 高于 對 照（40.42%）。

    經(jīng)過多年的試驗(yàn)示范，宋寶安教授總結(jié)出“以作物健康為目標(biāo)，通過合理搭配生長環(huán)境要素，水稻全程生長的全程一體化綜合管護(hù)措施”，降低了水稻生長發(fā)育全過程的病蟲害發(fā)生。該措施以激發(fā)植物免疫體系為核心，以毒氟磷、氨基寡糖素等植物免疫調(diào)控劑為基礎(chǔ)，通過植物免疫激活劑的施用促進(jìn)水稻健壯、防病、抗病和豐產(chǎn)。該技術(shù)壓低了病蟲害發(fā)生基數(shù)，降低了病蟲害的繁殖率和種群數(shù)量，保護(hù)了自然天敵、發(fā)揮了自然控制作用，降低了化學(xué)防治次數(shù)、減少了農(nóng)藥用量，集成創(chuàng)新全程免疫防控技術(shù)與綠色防控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了防治技術(shù)的簡化、防治效果的提高、防治成本的降低、農(nóng)田生態(tài)的改善。通過“三位一體”模型實(shí)現(xiàn)了“蟲病共防”的全程免疫防控（圖2）。