氰烯菌酯綜述

1、中國創(chuàng)制農(nóng)藥中的精英氰烯菌酯 市場占有率不斷提升農(nóng)藥快訊 現(xiàn)代農(nóng)藥編輯部 柏亞羅與甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑不同，氰烯菌酯為氰基丙烯酸酯類殺菌劑；與主流殺菌劑大多廣譜不同， 氰烯菌酯更專注于小麥赤霉病和水稻惡苗病。 氰烯菌酯具有獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)， 在眾多創(chuàng)制農(nóng)藥中獨樹一幟。 其作用機理雖仍未明確，但從其與大多數(shù)市售殺菌劑無交互抗性來看，其作用機理與眾不同；初步研究推 測，其作用靶標(biāo)為肌球蛋白 -5 (myosin-5 )。2007年底登記的氰烯菌酯， 2014 年實現(xiàn)了億元的銷售額，有 望成為國內(nèi)繼揚農(nóng)氯氟醚菊酯( 2012 年銷售額億元)之后，第 2 個邁入億元方陣的創(chuàng)制產(chǎn)品。對于氰烯菌酯，江蘇省

2、農(nóng)藥研究所股份有限公司及其兄弟單位全方位做了大量、細(xì)致的研究工作。這 些研究結(jié)果證明了氰烯菌酯的優(yōu)秀性能，展示了其對環(huán)境的友好態(tài)度，凸顯了它的獨到之處，同時也收獲 了用戶和市場對氰烯菌酯的高度認(rèn)可和可觀回報。國內(nèi)創(chuàng)制農(nóng)藥約 50 個，而氰烯菌酯就這么“任性” ，憑借其專注的特性將自己鍛造成精品。小麥赤霉病和水稻惡苗病的抗性發(fā)展呼喚新藥劑的誕生 小麥赤霉病是由禾谷鐮孢菌( Fusarium graminearum )引起的世界性流行性病害，是我國小麥生產(chǎn)中 最重要的病害之一，主要發(fā)生在江淮流域、西南冬麥區(qū)及東北春麥區(qū)，小麥揚花期遇雨極易流行。赤霉病 不僅能引起小麥大幅減產(chǎn)，甚至絕收，而且赤霉病菌

3、分泌的毒素脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol , DON 可致人畜中毒。自 1972 年我國首次篩選出多菌靈防治小麥赤霉病以來，取得了令人滿意的效果，抽穗揚花期噴施多 菌靈等苯并咪唑類殺菌劑是我國自 70 年代以來防治小麥赤霉病的關(guān)鍵措施之一。但自 1992 年南京農(nóng)業(yè)大 學(xué)周明國教授等在浙江海寧市小麥病穗上檢測到世界首例禾谷鐮孢菌抗藥性菌株以來，發(fā)現(xiàn)抗藥性病原群 體比例迅速上升，抗藥性病原菌分布范圍不斷擴大。華東地區(qū)已因抗藥性而面臨著多菌靈等現(xiàn)有殺菌劑對 赤霉病防治失效的風(fēng)險。長期、單一、連續(xù)使用多菌靈， 導(dǎo)致赤霉病菌對其抗藥性持續(xù)上升， 其抗性基因在染色體中穩(wěn)定遺傳， 而且抗

4、性菌株產(chǎn)毒能力更強。因此，迫切需要新的殺菌劑來替代多菌靈或減少多菌靈的使用。目前，市場上防治小麥赤霉病的藥劑已不在少數(shù)，主要包括苯并咪唑類、氰烯菌酯、咪鮮胺系列和三 唑類等殺菌劑。其中氰烯菌酯因?qū)︾牭毒貏e是小麥赤霉病?；陀刑匦?，并且能有效抑制赤霉病菌產(chǎn)生 毒素而備受關(guān)注。氰烯菌酯的使用可以將赤霉病指數(shù)和霉菌毒素水平降低80%。水稻惡苗病是一種常見種傳真菌性病害，在世界各稻區(qū)均有發(fā)生，主要靠帶菌種子傳播，發(fā)病率高，對水稻生產(chǎn)威脅很大，一般可減產(chǎn) 10% 20%嚴(yán)重的達(dá)50沏上。近年來， 水稻惡苗病在江蘇省的發(fā)病率快速上升， 發(fā)生程度也呈加重趨勢， 重病田塊病株率超過 35%。 生產(chǎn)上主要采用

5、多菌靈、咪鮮胺等浸種。然而，多菌靈因抗性問題對惡苗病的防治幾近失效。咪鮮胺用作 水稻浸種劑防治惡苗病亦已超過 20 年。研究表明，水稻惡苗病對咪鮮胺抗性風(fēng)險較高，有些地區(qū)已產(chǎn)生 中抗和高抗，甚至咪鮮胺高抗菌株已經(jīng)成為江蘇省的惡苗病菌優(yōu)勢群體。利用咪鮮胺浸種防控惡苗病存在很大風(fēng)險。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)劉西莉教授認(rèn)為，水稻惡苗病長期依賴多菌靈、咪鮮胺等浸種，已呈現(xiàn)出藥效顯著下降 趨勢，田間已產(chǎn)生了普遍的抗藥性。近幾年，氰烯菌酯在防治水稻惡苗病方面已小試牛刀。研究表明，氰 烯菌酯不僅能很好地防治水稻惡苗病，而且與多菌靈、咪鮮胺無交互抗性。在小麥赤霉病和水稻惡苗病的防治上，氰烯菌酯顯然已表現(xiàn)不俗。氰烯菌酯的理

6、化性質(zhì)氰烯菌酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為:H2NCNOC2H5氰烯菌酯的英文通用名為：phe namacril； IUPAC 名為：ethyl(2 EZ)-2-cyano-3-amino-3-phenylacrylate;化學(xué)名稱為：2-氰基-3-氨基-3-苯基丙烯酸乙酯；試驗代號為：JS399-19、JS399;分子式為：C2H2NQ;相對分子質(zhì)量為：。氰烯菌酯純品為白色或淡黃色固體，原藥含量95%熔點(純品)：117119C。難溶于石油醚、甲苯等非極性溶劑，易溶于氯仿、丙酮、二甲亞砜、N2二甲基甲酰胺等極性溶劑。氰烯菌酯的毒性1 哺乳動物毒性對氰烯菌酯原藥，雄、雌大鼠急性經(jīng)口LD5o> 5,00

7、0 mg/kg。雄、雌大鼠急性經(jīng)皮 LC5o>5,000 mg/kg ;對眼和皮膚無刺激性；致敏強度為I級，屬弱致敏物。氰烯菌酯原藥對大鼠13周喂飼最大無作用劑量(NQEL :雄性為每日 土 mg/kg，雌性為每日 土 mg/kg。Ames試驗、小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗、 小鼠睪丸精母細(xì)胞染色體畸變試驗均呈陰性，無致畸、致癌、致突變作用。對25%R烯菌酯SC,雄、雌大鼠急性經(jīng)口 LD50>5,000 mg/kg。雄、雌大鼠急性經(jīng)皮 LD5。5,000 mg/kg ; 對眼、皮膚無刺激性；對皮膚無致敏作用?？傊柘┚ピ幒?5%K烯菌酯SC均屬微毒。2 生態(tài)毒性國家環(huán)保部南京

8、環(huán)境科學(xué)研究所對25%氰烯菌酯SC進(jìn)行的環(huán)境安全性評價認(rèn)為，該產(chǎn)品對蜜蜂、家蠶低毒，對魚、鵪鶉等中毒，使用時注意對魚和蜜蜂的影響。鳥類：鵪鶉 LD5o (7 d)為321 mg/kg (體重)。魚類：斑馬魚 LC5o (96 h)為mg/L。蜜蜂：LGo ( 48 h) 為 436 mg/L。家蠶：LG。(二齡)為 536 mg/kg (桑葉)。3 環(huán)境歸趨25%氰烯菌酯SC在小麥上殘留動態(tài)試驗結(jié)果表明：按推薦劑量3 kg/hm2 (有效成分kg/hm 2)和高劑量(推薦量的2倍)使用，間隔期 21 d，小麥籽粒殘留量為未檢出(v mg/kg)mg/kg;間隔期28 d , 小麥籽粒殘留量為未

9、檢出(v mg/kg)mg/kg。間隔21 d，土壤殘留量為 mg/kg ;間隔28 d，土壤殘留量為mg/kg。氰烯菌酯在小麥上使用后2128 d，收獲的小麥籽粒中未檢出藥劑殘留。土壤降解作用：氰烯菌酯在江西紅壤中的降解半衰期為612個月，難降解；在太湖水稻土和東北黑土中的降解半衰期為 36個月，較難土壤降解性。水解作用：在25C時pH5 pH7、pH9條件下，水解半衰期均大于 3 個月，具有較強的化學(xué)穩(wěn)定性，較難水解。光解作用：在1,000 W 氙燈光源下，氰烯菌酯在水中及在土壤表面均難光解。 吸附作用： 氰烯菌酯在江西紅壤、 太湖水稻土與東北黑土中均屬較難吸附性。 淋溶作用：氰烯菌酯在江

10、西紅壤、太湖水稻土、東北黑土中的移動分配系數(shù)Rf 值分別為、 、，在江西紅壤具有中等移動性，在太湖水稻土與東北黑土中屬不易移動性。揮發(fā)作用：氰烯菌酯在玻璃表面（空氣）、水相和土壤表面的揮發(fā)率均小于1%屬難揮發(fā)性。生物富集作用：氰烯菌酯在魚體中的BCF8小于10,為弱生物富集性農(nóng)藥。氰烯 菌 酯的 市場開發(fā)氰烯菌酯是由江蘇省農(nóng)藥研究所股份有限公司（也即國家南方農(nóng)藥創(chuàng)制中心江蘇基地）于1998 年合成的對鐮刀菌具有較高?；钚缘那杌┧狨ヮ悮⒕鷦貏e是對禾谷鐮孢菌菌絲生長具有強烈的抑制 作用。其結(jié)構(gòu)新穎，作用方式獨特，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。氰基丙烯酸酯類化合物具有廣泛活性，其作用機制新穎，對環(huán)境安

11、全。許多該類化合物含有雜環(huán)，對 雜草、害蟲、真菌病原體、病毒和癌癥等顯示了杰出的防治效果。其中，氰基丙烯酸酯類除草劑為光系統(tǒng) n（ PS n ）電子傳遞抑制劑。該產(chǎn)品 2001 年進(jìn)入田間試驗； 2005、 2006 年，委托江蘇省農(nóng)藥檢定所、湖南省農(nóng)藥檢定所、湖北省 農(nóng)科院土肥所、安徽省農(nóng)科院植保所等單位進(jìn)行了25%R烯菌酯SC防治小麥赤霉病的田間藥效試驗；2008、2009 年，委托江蘇南方農(nóng)藥研究中心、黑龍江省農(nóng)藥管理檢定站、湖北省農(nóng)科院土肥所、湖南省植物保護(hù) 研究所等單位進(jìn)行了 25%氰烯菌酯SC防治水稻惡苗病的田間藥效試驗。2007年，95%R烯菌酯原藥和 25%氰烯菌酯SC取得臨時

12、登記（登記證號分別為：LS和LS）; 2012年，兩產(chǎn)品取得了正式登記（登記證號分別為：PD和PC）。根據(jù) 2015年 2月 3日農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所的登記信息， 江蘇省農(nóng)藥研究所股份有限公司正式登記了 95% 氰烯菌酯原藥、25%R烯菌酯SC（商品名：勁護(hù)）以及 48%氰烯戊唑醇 SC（ 12%戊坐醇+ 36%氰烯菌酯； 商品名：勁興）。另外，陜西上格之路生物科學(xué)有限公司正式登記了20%氰烯己唑醇 SC（5%己唑醇+ 15%氰烯菌酯；商品名：實粒） 。氰烯 菌 酯的 專利概況氰烯菌酯已獲6項中國專利授權(quán)，其中發(fā)明專利1項，應(yīng)用專利5項。這6項專利分別為：（CN1160318C 化合物專利， 20

13、01 年 5 月 8 日申請）， 2-氰基 -3- 取代苯基丙烯酸酯類化合物、 組合物及其制備方法以及在 農(nóng)作物殺菌劑上的應(yīng)用；（CN1279817C申請于2004年2月18日），含有化合物2-氰基-3-氨基-3-苯基丙 烯酸乙酯的殺菌組合物；（CN1C申請于2004年10月27日），防治水稻惡苗病的農(nóng)藥組合物；（CN5C申請于2004年2月18日），2-氰基-3-氨基-3-苯基丙烯酸乙酯防治農(nóng)作物病害的應(yīng)用；（CN6B申請于2007年3月16日），含2-氰基-3-氨基-3-苯基丙烯酸乙酯與丙環(huán)唑的殺菌組合物及其用途；（CN2B 2008年12 月 4 日申請）， 2-氰基 -3- 氨基丙烯酸

14、酯衍生物的制備方法。氰烯菌酯作用獨特氰烯菌酯作用機制獨特。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院農(nóng)藥重點實驗室研究人員在周明國教授的帶領(lǐng) 下，采用全基因組測序技術(shù)和其他分子途徑等，正在研究氰烯菌酯的抗性機理和作用機制。初步推測，氰 烯菌酯作用于禾谷鐮孢菌肌球蛋白 -5 。氰烯菌酯具有優(yōu)異的保護(hù)和治療作用。能強烈抑制引起麥類赤霉病的禾谷鐮孢菌（ Fusarium graminearum）和引起水稻惡苗病的串珠鐮孢菌（Fusarium moniliforme ）的菌絲生長和發(fā)育。研究表明，氰烯菌酯在離體條件下對禾谷鐮孢菌抗多菌靈菌株及野生敏感菌株的菌絲生長均有很高的抑制活性，平均 EG。值分別為（土）和（土）卩

15、g/mL。氰烯菌酯可降低禾谷鐮孢菌敏感菌株分生孢子的萌發(fā)速率，影響其 萌發(fā)方式，使芽管從分生孢子基部和中間細(xì)胞萌發(fā)的比率增加；同時氰烯菌酯使敏感菌株分生孢子膨大、 畸形，并使其芽管腫脹、扭曲，明顯抑制其芽管的伸長生長。但氰烯菌酯對抗性菌株分生孢子芽管伸長的 抑制作用很小，致畸作用不明顯。氰烯菌酯具有內(nèi)吸及向頂傳導(dǎo)活性，可以被植物根部、葉片吸收，在植物導(dǎo)管或木質(zhì)部以短距離運輸 方式向上輸導(dǎo)。灌根處理發(fā)現(xiàn)，氰烯菌酯可以通過小麥根部吸收，并向上輸導(dǎo)，但輸導(dǎo)速度較慢，分布比 較均勻。葉面處理試驗表明，氰烯菌酯可被葉片吸收、滯留，并具有向葉片頂端的輸導(dǎo)性，但向葉片基部 的輸導(dǎo)能力較差，在葉片間的跨層輸導(dǎo)

16、性也較差。氰烯菌酯耐雨水沖刷。施藥后 12、24、48 h 模擬降雨，對防效影響輕微。生產(chǎn)中，施藥 12 h 后下雨 不影響防治效果，不需要重新施藥。研究人員測定，氰烯菌酯能在防病的同時大幅降低小麥穗粒中的毒素含量；而多菌靈則在防病的同時刺激小麥穗粒產(chǎn)生超量的赤霉毒素。并且，氰烯菌酯還通過大幅減少超氧自由基、降低過氧化產(chǎn)物MD（丙二醛）、提高抗氧化酶活性、延緩作物衰老、增加葉綠素等，來增強作物的抗逆性，提高作物產(chǎn)量。大田 試驗表明，氰烯菌酯可提升小麥產(chǎn)量13%以上。經(jīng)研究推斷，氰烯菌酯以質(zhì)外體運轉(zhuǎn)體系在小麥植株上分布，而禾谷鐮孢菌主要危害小麥的穗部，造 成穗腐，因此用該藥劑進(jìn)行小麥赤霉病的防治

17、時應(yīng)該重視適期施藥，并盡可能使藥劑噴灑到穗部。氰烯菌酯具有很好的保護(hù)作用，在遇到穗期高溫時，小麥邊抽穗及邊揚花的情況下，可以把用藥時間 提前到齊穗期。同時氰烯菌酯的治療作用優(yōu)異，因此若遇到發(fā)病重的年份，即便麥穗已經(jīng)發(fā)病，也可以通 過增加施藥次數(shù)，控制病情發(fā)展。氰烯菌酯的應(yīng)用 氰烯菌酯高效、微毒、對環(huán)境友好，對由鐮刀菌引起的各類植物病害具有保護(hù)和治療作用，可應(yīng)用于 防治鐮刀菌引起的小麥赤霉病、棉花枯萎病、香蕉巴拿馬病、水稻惡苗病、西瓜枯萎病及各類作物的枯萎 病、根腐病、立枯病等根莖部病害。研究表明，氰烯菌酯對鐮刀菌屬的禾谷鐮刀菌引起的赤霉病、串珠鐮 刀菌引起的水稻惡苗病、 尖孢鐮刀菌引起的西瓜枯

18、萎病均有很高的生物活性，抑制菌絲生長的 EGo分別為、 mg/L;對古巴假霜霉引起的黃瓜霜霉病、水稻黃單胞菌引起的水稻白葉枯病、辣椒炭疽菌引起的辣椒炭疽病、貝侖格葡萄座腔菌引起的油菜菌核病也有一定的抑制作用，抑制菌絲生長的EC。在mg/L之間。但氰烯菌酯對包括灰霉菌( Botrytis cinerea )、稻瘟菌Pyricularia grisea ( Magnaporthe oryzae )和 白粉病菌(Blumeria graminis )等在內(nèi)的其他病原菌幾乎沒有或沒有活性。大量的藥效試驗和多年的生產(chǎn)實踐證明，氰烯菌酯對小麥赤霉病和水稻惡苗病具有優(yōu)異防效。25%氰烯菌酯SC登記用于防治小

19、麥赤霉病和水稻惡苗病， 噴霧防治小麥赤霉病的有效成分用量為 375750 g/hm2; 浸種防治水稻惡苗病的有效成分用量為 125 mg/kg。氰烯菌酯防治小麥赤霉病時主要采用葉面噴霧的方法。而小麥穗部結(jié)構(gòu)決定了藥劑霧滴難在穗上沉積和擴散，因此在田間進(jìn)行施藥防治時，推薦采用彌霧噴灑或細(xì)霧噴灑。建議一般年份在齊穗期開始用藥，重病年份始花期開始噴藥。施藥次數(shù)為12次，赤霉病中等偏重發(fā)生時，可施藥 2次，用藥間隔期為710天；重發(fā)年份也可以用3次藥。手動噴液量為 750 kg/hm2;彌霧噴液量為600 kg/hm2。氰烯菌酯對小麥安全。使用氰烯菌酯浸種對水稻整個生長期不會產(chǎn)生不良影響，對水稻惡苗病

20、兼具保護(hù)和治療作用。25%氰烯菌酯SC浸種處理對水稻惡苗病的防治效果較好，在晚稻苗期、分蘗末期與穗期均表現(xiàn)出高于對照藥劑 的防效，在穗期差異更為明顯。生產(chǎn)上，以相同濃度浸種，對水稻惡苗病的防效與咪鮮胺相當(dāng)。25%氰烯菌酯SC浸種處理劑量為1 : 3,0004,000倍，當(dāng)浸種溫度為1520C時，浸種時間以 4872 h為宜。氰烯菌酯作用位點單一，選擇性強，存在一定的抗性風(fēng)險。為延緩氰烯菌酯抗性的產(chǎn)生、延長其使用壽命、擴大其應(yīng)用范圍，江蘇省農(nóng)藥研究所股份有限公司等試驗篩選了氰烯菌酯與戊唑醇的復(fù)配產(chǎn)品。研 究表明，氰烯菌酯與戊唑醇按3 : 1配比進(jìn)行復(fù)配時，在田間表現(xiàn)為協(xié)同相加作用。江蘇省農(nóng)藥研究

21、所股份有限公司登記了 48%氰烯戊唑醇SC噴霧防治小麥赤霉病的有效成分用量為288432 g/hm2。該產(chǎn)品還可用于防治小麥白粉病、小麥紋枯病等麥類病害，對小麥生長具有部分調(diào)節(jié)增產(chǎn)作用。另外，陜西上格之路生物科學(xué)有限公司還登記了20%氰烯己唑醇SC,噴霧防治小麥白粉病的有效成分用量為240420 g/hm 2,噴霧防治小麥赤霉病的有效成分用量為240330 g/hm 2。復(fù)配制劑的開發(fā)較大程度地降低了氰烯菌酯有效成分的用量，有利于延緩抗藥性的產(chǎn)生或發(fā)展。江蘇省農(nóng)藥研究所股份有限公司還在不斷研究和挖掘氰烯菌酯的防治潛能，枯萎病或?qū)⒊蔀榍柘┚?的又一個重點防治靶標(biāo)。氰烯菌酯的抗性風(fēng)險經(jīng)周明國教授

22、研究小組測定，氰烯菌酯與苯并咪唑類、麥角甾醇生物合成抑制劑類、甲氧基丙烯酸酯 類、二硫代氨基甲酸鹽類和取代芳烴類等5種不同作用機制的殺菌劑沒有交互抗性。研究表明，氰烯菌酯抗藥性突變體與出發(fā)敏感菌株一樣，對噻菌靈、多菌靈、福美雙、百菌清、甲基硫菌靈、咪鮮胺、戊唑醇、 嘧菌酯均表現(xiàn)敏感，說明氰烯菌酯與這些殺菌劑不存在交互抗性，表明其抗藥性機制也不同于這些殺菌劑。研究結(jié)果還顯示，紫外光誘導(dǎo)的突變體和藥劑馴化突變體在無藥劑下連續(xù)培養(yǎng)8代后抗性水平保持不變,說明抗藥性表型能夠通過無性繁殖穩(wěn)定遺傳。-5 (myosin-5 )中的基因突變實驗室研究發(fā)現(xiàn)，禾谷鐮孢菌在選擇壓下易對氰烯菌酯產(chǎn)生抗性。周明國教授研究團隊采用全基因組 測序技術(shù)等開展了禾谷鐮孢菌對氰烯菌酯的抗性研究。研究發(fā)現(xiàn)，肌球蛋白 是導(dǎo)致禾谷鐮孢菌對氰烯菌酯產(chǎn)生抗性的原因所在。此項研究仍在進(jìn)一步驗