秦 帥，柯 巖，汪 杰，張 靜，張立新

（沈陽化工大學功能分子研究所，遼寧省綠色功能分子設計與開發(fā)重點實驗室，沈陽市靶向農藥重點實驗室，沈陽110142）

馬鈴薯是全球第4大重要的糧食作物，能為人體提供各種蛋白質及維生素，營養(yǎng)價值高?，F(xiàn)今馬鈴薯的主要生產國有中國、俄羅斯、印度、烏克蘭、美國等，2015年我國農業(yè)部決定將馬鈴薯作為主要糧食在全國推廣，預計到2020年馬鈴薯將占全國主糧消費的30%以上[1]。

馬鈴薯晚疫病，俗稱“火風”，是由致病疫霉引起的、導致馬鈴薯莖葉死亡和塊莖腐爛的一種毀滅性卵菌病害，在中國及世界各地馬鈴薯產區(qū)都有發(fā)生，流行年減產30%左右，重災時能減產50%以上，甚至絕收，嚴重制約馬鈴薯產業(yè)的發(fā)展，給馬鈴薯產業(yè)帶來巨大的損失[2]。

多年來，研究人員對馬鈴薯晚疫病的防治提出了許多防控措施。目前，使用化學藥劑進行防治仍是馬鈴薯晚疫病最有效的防治手段。然而，農民長期大量單一用藥，易使病害對某些藥劑產生抗藥性，再加上一些地區(qū)錯誤的栽培措施，導致致病菌出現(xiàn)大量變異，危害性更高。實踐證明，解決上述難題的一個有效手段就是將不同種類或不同作用機制的藥劑復配成混劑進行防治。因此，對于馬鈴薯晚疫病的防治，一方面有必要研發(fā)出新型、高效、低毒、環(huán)保的新型化學結構分子，另一方面，去尋找更合理、更有效、能夠延緩產品抗性、擴大殺菌譜的新的混配制劑，確保馬鈴薯穩(wěn)產、高產，也是十分必要和迫切的。筆者將現(xiàn)有馬鈴薯晚疫病防治藥劑及文獻報道的部分活性化合物結構做相關綜述，為相關研發(fā)工作提供參考。

1 現(xiàn)有的馬鈴薯晚疫病防治藥劑

根據(jù)結構類型或作用機制的不同，可將現(xiàn)有的馬鈴薯晚疫病防治藥劑簡單劃分為無機銅類、唑類、甲氧基丙烯酸酯類、硫代氨基甲酸酯類、嗎啉類、酰胺類及其他類。

1.1 無機銅類

無機銅制劑是全球最古老的殺菌劑品種，其中含有的銅離子能殺死致病菌并抑制孢子的萌發(fā)，而其多位點殺滅作用也是無機銅制劑能連續(xù)使用多年而沒有抗性的主要原因。

但是銅制劑并非沒有限制，在使用時有3點需要注意：①銅制劑大多是強堿性農藥，一般不能與酸性農藥混用；②銅制劑對螨類害蟲無殺傷作用，所以使用時要與殺螨劑聯(lián)用；③銅制劑的使用要嚴格控制用量和使用時間，否則會產生藥害，損傷作物[3]。另外，由于各種新型高效殺菌劑的問世，傳統(tǒng)的銅制劑在防效上也不再有優(yōu)勢。

目前國內登記用于防治馬鈴薯晚疫病的無機銅制劑有氫氧化銅、波爾多液、硫酸銅鈣。

（1）氫氧化銅。氫氧化銅，商品名為可殺得101、冠菌清等，分子式為Cu(OH)2，干燥的藍色粉末或晶體。氫氧化銅可通過釋放出的銅離子抑制孢子萌發(fā)和菌絲發(fā)育而起到殺菌的作用[4]。

（2）波爾多液。波爾多液，有效成分為堿式硫酸銅。波爾多液被噴施后附著在植物表面，當接觸到酸性物質時能轉化為可溶的硫酸銅，從而抑制菌絲發(fā)育，阻礙菌體代謝，殺滅病菌[5]。

（3）硫酸銅鈣。硫酸銅鈣，商品名為多寧，分子式為CuCaSO4，白色或灰白色粉末，俗名膽礬、藍礬。其水溶液呈弱酸性，顯藍色。屬于廣譜保護性殺菌劑，作用方式與波爾多液類似，都是通過銅離子殺菌。

（3）氟噻唑吡乙酮。氟噻唑吡乙酮，分子式為C24H22F5N5O2S，商品名增威、增威贏綠等，結構式見圖1（3），作用機制是通過阻礙細胞內脂的合成、甾醇轉運及信號傳導而致病原菌死亡，與傳統(tǒng)殺菌劑相比作用位點獨特，能特異性針對馬鈴薯晚疫病等卵菌綱類病害[8]。但也由于作用位點較為單一，氟噻唑吡乙酮易出現(xiàn)抗藥性問題，通常會與其他不同作用機理的殺菌劑進行復配或者輪換使用。龍向祥等[9]報道采用氟噻唑吡乙酮防治馬鈴薯晚疫病的防效為85.58%，高于其余4種處理方式；夏江文等[10]使用代森錳鋅和氟噻唑吡乙酮聯(lián)用時，最大防效也達到74.98%，顯著高于其他對比藥劑。

圖1 唑類殺菌劑的結構式

1.3 甲氧基丙烯酸酯類

甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑是天然真菌的代謝產物strobilurin的仿生合成類似物，是一種線粒體呼吸抑制劑，作用機制是阻斷線粒體細胞色素bc1復合物在真菌中的電子傳遞過程[11]。目前這類殺菌劑也因為作用位點單一等因素面臨著抗藥性嚴重等諸多問題。國內登記用于防治馬鈴薯晚疫病的有肟菌酯、吡唑醚菌酯、嘧菌酯3種。

（1）吡唑醚菌酯。吡唑醚菌酯，分子式為C19H18ClN3O4，又稱唑菌胺酯，其結構式見圖2（1），具有保護和治療作用，對多種真菌性病害都有治療效果[12]。但使用至今吡唑醚菌酯也出現(xiàn)了嚴重的抗藥性問題。陳宇飛等[13]報道連續(xù)用藥2次后，吡唑醚菌酯單劑的最大防效為72.04%，僅為中等水平；王毅[14]報道，使用唑醚·代森聯(lián)防治馬鈴薯晚疫病時最后一次施藥后的防效僅為56.0%，低于平均水平。

（2）肟菌酯。肟菌酯，分子式為C20H19F3N2O4，其結構式見圖2（2）。肟菌酯也容易產生抗性，所以通常與三唑類殺菌劑復配使用[15]，但是在防治馬鈴薯晚疫病的效果上并不突出。夏江文等[10]報道，使用肟菌·戊唑醇防治馬鈴薯晚疫病的效果為61.84%，雖然沒有代森錳鋅與氟噻唑吡乙酮聯(lián)用的效果好，但成本相對較低，可作為選擇混配藥劑時的一個參考。

（3）嘧菌酯。嘧菌酯，分子式為C22H17N3O5，可以有效防治大部分真菌綱類病害，其結構式見圖2（3）。目前嘧菌酯單劑對馬鈴薯晚疫病的防治效果已不如混配制劑。陳宇飛等[13]報道，使用嘧菌酯單劑的防效僅為70.48%，僅處于中間水平；而王蓉等[16]報道，使用霜脲·嘧菌酯的防效為73.73%，防效較好，可作為首選藥劑使用。

圖2 甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑的結構式

1.4 硫代氨基甲酸酯類

硫代氨基甲酸酯類殺菌劑是從1940年開始研發(fā)的一類廣譜性消毒殺菌劑，主要用來針對真菌型植物病害，由于只能附著于植物表面，所以只有預防和保護作用。其作用機制是通過水解釋放一種硫醇抑制劑EBIS來干擾真菌的正常代謝過程。目前沒有任何有關該類殺菌劑抗性事例的記載，也因此其常用于和其他種類殺菌劑混用，以降低其他殺菌劑的高風險抗性問題[17]。目前國內登記用于防治馬鈴薯晚疫病的有福美雙、代森鋅、代森錳鋅、代森聯(lián)4種，另外丙森鋅雖然只登記用于早疫病的防治，但對晚疫病也有一定的效果。

（1）福美雙。福美雙，分子式為C6H12N2S4，又稱為秋蘭姆、阿銳生等，對霜霉病、炭疽病等一些真菌綱類病害具有療效[18]，其結構式見圖3（1）。王建梅等[19]報道，使用福美雙防治馬鈴薯晚疫病的防效為64.71%，遠低于除甲基硫菌靈外的其余3種藥劑。

（2）代森錳鋅。代森錳鋅，分子式為C4H8MnN2S4Zn，是Mn2＋、Zn2＋與亞甲基雙二硫代氨基甲酸陰離子的混配化合物，商品名大生，其結構式見圖3（2），噴灑后可通過在植物的表面形成一層保護膜來達到防治病菌入侵的目的[20]。研究表明代森錳鋅與苯酰胺類藥劑混用時對馬鈴薯晚疫病的防效比單獨使用時防效高，如李丹等[21]報道使用苯酰錳鋅防效可達到72.82%，但使用代森錳鋅防效僅為34.37%。

（3）丙森鋅。丙森鋅，分子式為C5H8N2S4Zn，全稱丙烯基雙二硫代氨基甲酸鋅，別名泰生，安泰生等，其結構式見圖3（3）。和代森錳鋅相比，丙森鋅不含有錳離子，提高了鋅離子的含量，提高了其安全性和保護效果。馮興琴[22]報道使用丙森·霜脲氰防治馬鈴薯晚疫病的平均防效為71.5%，可以推廣應用。

圖3 硫代氨基甲酸酯類殺菌劑的結構式

1.5 嗎啉類

（1）烯酰嗎啉。烯酰嗎啉，分子式為C21H22ClNO4，商品名安可，其結構式見圖4（1），是具有內吸治療活性的嗎啉類殺菌劑，且只有順式異構體有治療活性。其作用機制是阻礙真菌的細胞壁膜的形成而導致病菌死亡，因此烯酰嗎啉能夠特異性針對霜霉病、疫霉病等真菌性植物病害[23]?，F(xiàn)常與代森錳鋅等保護性殺菌劑復配使用，以延緩抗性的產生。周長艷等[24]報道使用烯酰嗎啉防治馬鈴薯晚疫病效果最好，其發(fā)病率最低，為5.49%。王毅[14]報道使用烯?！み蜞拙B續(xù)施藥5次后防效依舊能達到95%以上，建議推廣應用。

（2）氟嗎啉。氟嗎啉，分子式為C21H22FNO4，其結構式見圖4（2）。氟嗎啉是我國第一個由沈陽化工研究院研發(fā)具有自主知識產權的嗎啉類殺菌劑，其順反兩種異構體都有殺菌的效果，可用于防治晚疫病、霜霉病等卵菌綱類病害[25-26]。但如今氟嗎啉也因嚴重的抗性問題，對馬鈴薯晚疫病的防治效果有很大降低，如李丹等[21]報道使用氟嗎·錳鋅的最大防效僅為51.63%，防治效果并不如其他對照藥劑。

圖4 嗎啉類殺菌劑的結構式

1.6 酰胺類

（1）甲霜靈、精甲霜靈。甲霜靈，分子式為C15H21NO4，結構式見圖5（1），是具有保護、治療、內吸作用的酰胺類殺菌劑，能特異性針對霜霉菌、疫霉菌等卵菌綱類病害。精甲霜靈，也叫R-甲霜靈、高效甲霜靈，結構式見圖5（2），是甲霜靈的兩種旋光異構中的R構型，與普通甲霜靈相比，精甲霜靈在用量只有一半的情況下即可達到同等的防治效果，在土壤中的降解速度也更快，增加了對使用者和環(huán)境的安全性。如今甲霜靈也因有很高的抗性風險，其防效已大不如從前。路粉等[27]報道在河北、吉林、內蒙古地區(qū)2011—2016年馬鈴薯晚疫病菌對甲霜靈的抗性頻率均高達100%，其防效顯著低于其他新型藥劑。

（2）雙炔酰菌胺。雙炔酰菌胺，分子式為C23H22ClNO4，結構式見圖5（3），屬于扁桃酰胺類化合物，能夠抑制菌絲的形成和孢子的萌發(fā)，是一種高效防治霜霉病和晚疫病的殺菌劑，且耐雨水沖刷，持效期長，在對馬鈴薯晚疫病的防效上，明顯優(yōu)于氰霜唑、氟啶胺、代森錳鋅等藥劑[28-29]。目前雙炔酰菌胺在我國共有4種登記劑型，其中23.4%雙炔酰菌胺懸浮劑登記用于防治馬鈴薯晚疫病。

（3）氟吡菌胺。氟吡菌胺，分子式為C14H8Cl3F3N2O，結構式見圖5（4），屬于吡啶酰胺類殺菌劑，主要用于防治霜霉病、晚疫病等卵菌綱類真菌病害[30]。但是羅彥濤等[31]報道馬鈴薯晚疫病菌對氟吡菌胺有較高的抗性風險，建議與其他藥劑混用以降低風險。氟菌·霜霉威，商品名銀法利，是由德國拜耳公司研制開發(fā)的由氟吡菌胺和霜霉威復配而成的復合制劑，這兩種藥劑能夠相輔相成，達到更好的治療效果[32]。陳善鋒[33]報道使用銀法利的防效最好、產量最高，且對馬鈴薯也沒有病害現(xiàn)象，可優(yōu)先用于馬鈴薯晚疫病的防治工作。高雪冬[34]也報道使用銀法利防治馬鈴薯晚疫病時最高防效可達到80.10%，明顯優(yōu)于其他藥劑。

（4）氟醚菌酰胺。氟醚菌酰胺，分子式為C15H11ClF4N2O2，結構式見圖5（5）。其是以氟吡菌胺作為先導化合物，對其結構修飾而得到的新化合物，屬于琥珀酸脫氫酶抑制劑類（SDHI類）殺菌劑，與氟吡菌胺相比殺菌更廣譜，對馬鈴薯晚疫病有較好的防效[35]。孟潤杰等[36]報道使用氟醚菌酰胺與烯酰嗎啉混用防治馬鈴薯晚疫病的效果要高于80%。但是由于氟醚菌酰胺與氟吡菌胺間存在著交互抗性[31]，所以氟醚菌酰胺也有一定的抗性風險。

圖5 酰胺類殺菌劑的結構式

1.7 其他類

（1）百菌清。百菌清，分子式為C8Cl4N2，結構式見圖6（1），屬于廣譜性保護性殺菌劑，作用機制是能夠與真菌細胞中含有半胱氨酸的酶相結合，使酶失去活性而殺死病菌。張建新等[37]報道使用百菌清防治馬鈴薯晚疫病的平均防效為88.78%，優(yōu)于代森錳鋅和嘧菌酯。

（2）多菌靈。多菌靈，又稱棉萎靈、卡菌丹等，分子式為C9H9N3O2，結構式見圖6（2），是一種高效、低毒的廣譜性內吸性殺菌劑，持效期長，能抑制細菌紡錘體的形成而殺死細菌，對真菌引起的多種作物病害有很好的治療效果，但是其殘留會引起肝病和染色體變異，對哺乳動物有害[38]。王建梅等[19]報道施用多菌靈的防效達能到86.27%，其防效明顯高于其余4種藥劑，建議在生產上推廣應用。

（3）甲基硫菌靈。甲基硫菌靈，分子式為C12H14N4O4S2，商品名為甲基托布津，結構式見圖6（3），是多菌靈的前體藥物，其藥劑進入植物體內后能轉化為多菌靈，所以殺菌機制和多菌靈相似，且與多菌靈有交互抗性。簡芳[7]報道使用甲基硫菌靈對馬鈴薯晚疫病的防效為76.79%，具有較好的防效；但是由于單一用藥等問題，一些地區(qū)出現(xiàn)了抗藥性現(xiàn)象，如王建梅等[19]報道施用甲基硫菌靈的防效僅為0.83%，不推薦使用。

（4）氟啶胺。氟啶胺，分子式為C13H4Cl2F6N4O4，商品名農割，結構式見圖6（4），屬吡啶胺衍生物，施用時能在葉片外層形成一層保護膜，常用于防治馬鈴薯、辣椒上的疫病。高雪冬[34]報道使用氟啶胺防治馬鈴薯晚疫病的最高防效可達到68.86%，可作為有效藥劑在馬鈴薯晚疫病防治中推廣使用。另外，氟啶胺常與霜脲氰混配使用以獲得更好的防效。李丹等[21]報道使用氟啶·霜脲氰處理后的田間相對防效最好，馬鈴薯產量最高，建議生產上優(yōu)先選擇。和習瓊等[39]報道使用氟啶·霜脲氰在與百菌清聯(lián)用時最高防效可達到95.94%，在所有不同處理中防治效果最好，可在防治過程中優(yōu)先選用。

（5）氰霜唑。氰霜唑，分子式為C13H13ClN4O2S，商品名科佳，結構式見圖6（5）。其是具有保護和內吸活性的磺胺咪唑類殺菌劑，屬于線粒體呼吸抑制劑，對霜霉病、疫病等卵菌綱類真菌性植物病害都有較好的治療效果[40]。近年來也因抗性問題對馬鈴薯晚疫病的防效有明顯下降，如陳宇飛等[13]報道中氰霜唑的防效僅為60.00%，低于平均水平。另外趙濱[41]報道使用氟啶胺和氰霜唑聯(lián)用時對馬鈴薯晚疫病的防效最佳，要高于氟啶胺單獨使用時的防效。

（6）霜脲氰。霜脲氰，分子式為C7H10N4O3，結構式見圖6（6），屬于取代脲類殺菌劑，有內吸作用，其殺菌譜與甲霜靈相同，但已證實與甲霜靈之間無交互抗性。在出現(xiàn)抗甲霜靈的病區(qū)，改用霜脲氰仍有效[42]。目前霜脲氰通常與保護性殺菌劑混用，效果更好。楊毅娟等[43]報道使用霜脲·嘧菌酯防治馬鈴薯晚疫病最高防效達64.97%，且殘效期最長，在7月降水量大增、晚疫病迅速流行危害的情況下，仍可保持防效達47.03%。

（7）丁子香酚。丁子香酚，分子式為C10H12O2，也叫丁香酚、鄰丁香酚，商品名灰霜特、施立克等，結構式見圖6（7）。其是河北保定亞達化工研發(fā)生產的針對霜霉病、晚疫病的植物源殺菌劑，作用機制是通過破壞細菌細胞膜的形成而達到殺菌的目的，治療迅速，持效期長，且對環(huán)境友好、低毒，不易使致病菌產生抗藥性[44]。王毅[14]報道使用丁子香酚防治馬鈴薯晚疫病的最高防效達90.6%，處較高水平，且未發(fā)現(xiàn)對馬鈴薯植株出現(xiàn)藥害反應；陳宇飛等[13]也報道使用丁子香酚在連續(xù)用藥2次后的防效達到81.11%，與其他供試藥劑相比防效最好。

（8）申嗪霉素。申嗪霉素，分子式為C13H8N2O2，結構式見圖6（8）。其是上海交通大學聯(lián)合上海農樂生物制品股份有限公司開發(fā)的一種微生物源殺菌劑，具有抑制植物病原菌、促進植物生長的作用，能有效控制多種作物真菌性、細菌性和線蟲病害[45]。王蓉等[16]報道使用申嗪霉素防治馬鈴薯晚疫病的效果為75.64%，在所有供試藥劑中防治效果最好，且沒有藥害發(fā)生，可作為防治馬鈴薯晚疫病的首選藥劑。

圖6 其他類殺菌劑的結構式

2 文獻報道的部分活性化合物結構

2.1 芳香酰肼類化合物

成都新朝陽作物科學有限公司在專利CN110437099A中公開了一系列芳香酰肼類化合物，其通式結構式見圖7（1）。其對草莓炭疽病、馬鈴薯晚疫病等病害一定的防治效果，其中化合物10（圖7（2））對馬鈴薯晚疫病菌的抑菌活性達到了60.25%[46]。

圖7 芳香酰肼類化合物結構式

2.2 菲啶類化合物

南開大學在專利CN110074124A中公開了一系列菲啶類化合物，其通式結構式見圖8（1）?？捎米髦参锊《緞?、殺菌劑和殺蟲劑。其中編號6、10、11的化合物（圖8（2）～（4））在50 μg/mL的質量濃度下對馬鈴薯晚疫病菌的相對抑制率達到了100%[47]。

圖8 菲啶類化合物結構式

2.3 喹啉類化合物

蘭州大學在專利CN109467533A中公開了一種8-羥基喹啉類化合物，其通式結構式見圖9（1）。其代表化合物X-1（圖9（2））在5 μg/mL的質量濃度下，對棉花枯萎病、馬鈴薯立枯病等病害的抑制率達到100%，對小麥赤霉菌、立枯絲核菌的抑制率達到80%以上，對馬鈴薯晚疫病的抑制率達到50%以上[48]。

圖9 8-羥基喹啉類殺菌劑的結構式

貴州大學在專利CN109535144A中公開了一類1,3,4 -二唑硫醚類化合物，結構式見圖10，其對多種細菌和真菌有較好的抑制作用，其中化合物8和30在50 μg/mL的質量濃度下對馬鈴薯晚疫病致病菌的抑制率分別為40.9%和41.3%[49]。

圖10 二唑硫醚類化合物結構式

Pandey等[50]報道了一種1,3,4-二唑[3，2-b]-s-三嗪-5-硫酮類化合物，結構式見圖11。其對包括馬鈴薯晚疫病在內的多種疫霉病和炭疽病有一定的防效。

圖11 二唑硫酮類化合物結構通式

2.6 2-甲氧基-2-(2-取代苯基)-N-甲基乙酰胺類化合物

Ichiba等[51]報道了一種2-甲氧基-2-(2-取代苯基)-N-甲基乙酰胺類化合物，其結構式見圖12，可用于防治黃瓜霜霉病和馬鈴薯晚疫病等一些真菌性病害。

圖12 2-甲氧基-2-(2-取代苯基)-N-甲基乙酰胺類化合物結構通式

2.7 芳基吡唑酰胺類化合物

Bayer公司在專利WO2018109062中公開了一種芳基吡唑酰胺類化合物，結構式見圖13，其對一些細菌和真菌性病害有一定的抑制效果[52]。

2.8 硼酸酯類化合物

Syngenta 公 司 在 專 利WO2017029289 和 專 利WO2018060140中公開了一類硼酸酯類化合物，結構式見圖14，其針對一些真菌性病害有很好防效[53-54]。

圖13 芳基吡唑酰胺類化合物結構通式

圖14 硼酸酯類化合物結構式

3 小結與展望

據(jù)統(tǒng)計，2014—2018年已經登記的，且還在有效期內的用于防治馬鈴薯病蟲草害的農藥產品共涉及有效成分69種，而其中有30種有效成分用于防治馬鈴薯晚疫病，共有182種登記藥劑，遠遠超出了防治其他病害的藥劑登記數(shù)，這也說明了馬鈴薯晚疫病是當前馬鈴薯生產中的主要病害之一。

從作用機制方面來看，現(xiàn)有藥劑的作用機制相對地集中在線粒體呼吸的干擾或阻礙、膜結構的破壞、物質代謝與合成的影響、相關功能酶的抑制等方面，大多具有高度選擇性，作用靶點單一，但由于卵菌具有的明顯生理分化和快速遺傳變異的特性，單靶點的殺菌劑因很容易產生抗性而影響殺菌效果，如吡唑醚菌酯、氰霜唑、甲霜靈等已經面臨著較嚴重的抗性問題，氟噻唑吡乙酮、氟醚菌酰胺等新型藥劑也都有高抗性風險，因此，研發(fā)新作用機制的藥劑依舊是未來防治馬鈴薯晚疫病的熱點；此外，采用混劑的方式來提高防效，延緩抗性的發(fā)生，也是一種切實有效的手段，因此，尋找合理有效的新型混劑方案是未來防治馬鈴薯病害的另一研究熱點。與此同時，由于丁子香酚、申嗪霉素等生物源藥劑都具有較好的防治效果，并且生物源藥劑大多具有綠色安全、毒性低、不易產生抗藥性等優(yōu)點，但現(xiàn)階段生物源藥劑的種類較少，因此尋找開發(fā)新的生物源藥劑也是未來防治馬鈴薯晚疫病的一個重要研究方向。