Фунгициды – это пестициды , используемые для уничтожения паразитических грибов или их спор . [1] 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 . Фунгициды также используются для борьбы с оомицетами , которые не являются таксономически /генетически грибами, хотя имеют схожие методы заражения растений. 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, обработанной поверхности листа на нижнюю, необработанную поверхность. Системные фунгициды поглощаются и перераспределяются по сосудам ксилемы. Лишь немногие фунгициды проникают во все части растения. Некоторые из них носят локально-системный характер, а некоторые движутся вверх. [2] [3] Большинство фунгицидов, которые можно купить в розницу, продаются в жидкой форме, причем содержание активного ингредиента составляет 0,08% в более слабых концентратах и до 0,5% в более мощных фунгицидах. Фунгициды в порошкообразной форме обычно содержат около 90% серы.
Остатки фунгицидов были обнаружены в продуктах питания, предназначенных для потребления человеком, в основном в результате послеуборочной обработки. [4] Некоторые фунгициды опасны для здоровья человека , например, винклозолин , который сейчас выведен из употребления. [5] Зирам также является фунгицидом, который токсичен для человека при длительном воздействии и смертелен при проглатывании. [6] Ряд фунгицидов также используется в здравоохранении.
Как и другие пестициды, фунгициды многочисленны и разнообразны. Эта сложность привела к появлению разнообразных схем классификации фунгицидов. Классификации основаны на неорганических и органических , химических структурах и, что наиболее успешно, на механизме действия (МОА). Эти соответствующие классификации отражают эволюцию лежащей в их основе науки .
Традиционные фунгициды представляют собой простые неорганические соединения , такие как соли серы [7] и меди. Несмотря на дешевизну, их необходимо применять неоднократно, и они относительно неэффективны. [1] Другие активные ингредиенты фунгицидов включают масло нима , масло розмарина , масло жожоба , бактерию Bacillus subtilis и полезный гриб Ulocladium oudemansii .
В 1930-х годах стали доступны фунгициды на основе дитиокарбамата , первые органические соединения, используемые для этой цели. К ним относятся фербам , зирам , зинеб , манеб и манкоцеб . Эти соединения неспецифичны и, как полагают, ингибируют ферменты протеазы на основе цистеина. Столь же неспецифичны N-замещенные фталимиды . В число членов входят каптафол , каптан и фолпет . Хлороталонил также неспецифичен. [1]
Конкретные фунгициды воздействуют на определенный биологический процесс в грибке.
Некоторые фунгициды нацелены на сукцинатдегидрогеназу, центральный метаболический фермент. Первоначальным объектом применения этих фунгицидов были грибы класса Basidiomycetes . Эти грибы активны в отношении зерновых культур.
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 облигатную паразитарную природу миковирусов, вполне вероятно, что все они вредны для своих хозяев и, таким образом, являются потенциальными средствами биологического контроля /биофунгицидами. [9]
Дозы, которые обеспечивают наибольший контроль над заболеванием, также оказывают наибольшее давление отбора для приобретения устойчивости. [10]
В некоторых случаях возбудитель развивает устойчивость к нескольким фунгицидам — явление, известное как перекрестная резистентность . Эти дополнительные фунгициды обычно принадлежат к одному и тому же химическому семейству, действуют одинаково или имеют аналогичный механизм детоксикации. Иногда возникает отрицательная перекрестная устойчивость, когда устойчивость к одному химическому классу фунгицидов увеличивает чувствительность к другому химическому классу фунгицидов. Это наблюдалось при применении карбендазима и дитофенкарба. Также возможна устойчивость к двум химически различным фунгицидам в результате отдельных мутаций. Например, Botrytis cinerea устойчив как к азолам, так и к дикарбоксимидным фунгицидам .
Распространенным механизмом приобретения резистентности является изменение целевого фермента. Например, Black Sigatoka , экономически важный патоген банана, устойчив к фунгицидам QoI из-за изменения одного нуклеотида , приводящего к замене одной аминокислоты (глицина) на другую (аланин) в целевом белке фунгицидов QoI. , цитохром б. [11] Предполагается, что это нарушает связывание фунгицида с белком, делая фунгицид неэффективным. Повышение регуляции целевых генов также может сделать фунгицид неэффективным. Это наблюдается у штаммов Venturia inaequalis , устойчивых к DMI . [12]
Устойчивость к фунгицидам также можно развить за счет эффективного выведения фунгицида из клетки. Благодаря этому механизму у Septoria tritici развилась множественная лекарственная устойчивость. У патогена было пять транспортеров типа ABC с перекрывающимися субстратными специфичностями, которые вместе выкачивали токсичные химические вещества из клетки. [13]
В дополнение к механизмам, изложенным выше, грибы также могут развивать метаболические пути , которые обходят целевой белок или приобретают ферменты , которые обеспечивают метаболизм фунгицида в безвредное вещество.
Фунгициды, которые могут потерять свою эффективность из-за резистентности, включают стробилурины , такие как азоксистробин . [14] Перекрестная резистентность может возникнуть, поскольку активные ингредиенты имеют общий механизм действия. [15] FRAC организован CropLife International . [16] [14]