DOI: https://doi.org/10.1584/jpestics.d25-070
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41890632
تاريخ النشر: 2026-02-20
المؤلف: Yuzuka Abe وآخرون
الموضوع الرئيسي: مكافحة مسببات الأمراض الفطرية للنبات
نظرة عامة
في هذه الدراسة، بحثنا في حساسية بقعة أوراق الخيار من *Corynespora*، والعفن البودري، والعفن الورقي للطماطم تجاه مثبطات إنزيم السكسينات (SDHI) الفطرية، مع التركيز بشكل خاص على الإيزوفيتاميد والفلوبيرام. كشفت نتائجنا أن كلا المبيدين الفطريين أظهروا نشاطًا قويًا ضد العزلات المقاومة للبوسكاليد من *Corynespora cassiicola* و*Podosphaera xanthii*، التي تم جمعها من مختلف المحافظات في اليابان. ومن الجدير بالذكر أن الإيزوفيتاميد حافظ على فعاليته ضد العزلات المقاومة لمثبطات SDHI الأخرى، مثل البوسكاليد والبينثيوبيراد، مما يشير إلى إمكانيته كخيار موثوق في إدارة تجمعات مسببات الأمراض المقاومة.
أظهرت النتائج أيضًا أن فعالية الإيزوفيتاميد لم تتأثر بوجود طفرات في جين *sdhB* المرتبطة بالمقاومة، حيث لم يتم الكشف عن تغييرات كبيرة في تسلسل الأحماض الأمينية. بالإضافة إلى ذلك، اقترحت تجارب المنافسة أن العزلات المقاومة التي تحمل طفرات محددة (H272L وH225F) تواجه تكاليف لياقة، مما يؤدي إلى انخفاضها التدريجي في التكرار عبر الأجيال. تتحدى هذه الدراسة الفكرة التقليدية للمقاومة المتقاطعة الإيجابية بين مثبطات SDHI، مما يبرز أن بعض الطفرات يمكن أن تؤثر بشكل كبير على الحساسية لمبيدات فطرية معينة بينما لها تأثيرات ضئيلة على أخرى. بشكل عام، يظهر الإيزوفيتاميد كمرشح واعد لإدارة مسببات الأمراض المقاومة لمثبطات SDHI في البيئات الزراعية.
مقدمة
لقد أدت إدخال مثبطات إنزيم السكسينات (SDHIs)، مثل البوسكاليد والبينثيوبيراد، إلى تقدم كبير في خيارات المبيدات الفطرية الزراعية، خاصة ضد الفطريات الأسكومية. تعتبر هذه المبيدات جزءًا أساسيًا من استراتيجيات إدارة الأمراض، مكملة لفئات أخرى مثل مثبطات إزالة الميثيل (DMIs) ومثبطات الكينون الخارجية (QoIs). ومع ذلك، فإن ظهور عزلات مقاومة في مختلف مسببات الأمراض النباتية، بما في ذلك أنواع مثل *Alternaria alternata* و*Botrytis cinerea*، يمثل تحديًا لفعاليتها.
الإيزوفيتاميد، وهو مثبط جديد تم تطويره بواسطة شركة إيشهارا سانغيو كيشا، يثبط بشكل خاص نشاط إنزيم السكسينات (SDH) في الفطريات الأسكومية دون التأثير على الفطريات المائية أو النباتات أو الثدييات. وقد أثبتت الدراسات السابقة طيفه الفطري وفعاليته ضد *B. cinerea*، إلى جانب النتائج الواعدة من التجارب في البيوت الزجاجية والميدان. ومن الجدير بالذكر أن الإيزوفيتاميد لا يظهر مقاومة متقاطعة كبيرة مع مثبطات SDHI الحالية، مما يشير إلى إمكانية استخدامه ضد مسببات الأمراض المقاومة لمثبطات SDHI. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم فعالية الإيزوفيتاميد ضد العزلات المقاومة لبقعة أوراق الخيار، والعفن البودري، والعفن الورقي للطماطم، مع تسليط الضوء على خصائصه الفريدة في إدارة الأمراض مقارنةً بمثبطات SDHI الأخرى.
طرق
يستعرض قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، ومعدات، وعينات بيولوجية، مما يضمن إمكانية تكرار التجارب. تشمل المنهجية التقنيات المطبقة لجمع البيانات وتحليلها، مثل الأساليب الإحصائية، وبروتوكولات التجارب، وأي أدوات حسابية تم استخدامها.
بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم الضوابط المطبقة للتحقق من صحة النتائج، فضلاً عن أي اعتبارات أخلاقية تم أخذها في الاعتبار خلال البحث. بشكل عام، يخدم هذا القسم لتوفير إطار شامل لفهم كيفية إجراء الدراسة والأساس للنتائج المقدمة في الأقسام اللاحقة.
نتائج
قيمت الدراسة حساسية مختلف عزلات *Corynespora cassiicola* و*Podosphaera xanthii* و*Fulvia fulva* تجاه المبيد الفطري الإيزوفيتاميد ومثبطات إنزيم السكسينات الأخرى (SDHIs). بالنسبة لـ *C. cassiicola*، أظهر الإيزوفيتاميد والفلوبيرام نشاطًا فطريًا قويًا عبر جميع العزلات المختبرة، مع قيم EC50 تتراوح من 0.06 إلى 0.78 ميكروغرام/مل، بينما أظهر البوسكاليد فعالية متغيرة، حيث فشل في السيطرة على العزلات المقاومة بشدة (11 و12) حتى عند التركيزات العالية. حقق الإيزوفيتاميد أكثر من 80% من السيطرة عند تركيز منخفض قدره 25 ميكروغرام/مل، مما يشير إلى إمكانيته كعلاج موثوق ضد السلالات الحساسة والمقاومة.
في الاختبارات ضد *P. xanthii*، أظهر الإيزوفيتاميد والفلوبيرام فعالية مماثلة ضد كل من العزلات الحساسة (PX-1) والمقاومة (PX-2)، دون ملاحظة مقاومة متقاطعة مع البوسكاليد أو البينثيوبيراد. كشفت التحليلات الجينية للعزلة المقاومة PX-2 عن عدم وجود طفرات في جين *sdhB*، مما يشير إلى أن آليات المقاومة قد تشمل عوامل جينية أخرى. بالنسبة لـ *F. fulva*، حافظ الإيزوفيتاميد على نشاط قوي ضد جميع العزلات، بما في ذلك تلك المقاومة للبوسكاليد والبينثيوبيراد، مع قيم MIC تتراوح من 0.04 إلى 0.2 ميكروغرام/مل. بشكل عام، أظهر الإيزوفيتاميد فعالية متسقة عبر مختلف مسببات الأمراض، مما يبرز إمكانيته كمبيد فطري رئيسي في إدارة تجمعات الفطريات المقاومة.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم حساسية مختلف مسببات الأمراض الفطرية، وخاصة *Corynespora cassiicola* و*Podosphaera xanthii* و*Fulvia fulva*، تجاه عدة مثبطات إنزيم السكسينات (SDHIs). شملت SDHIs المختبرة الإيزوفيتاميد والبوسكاليد والفلوبيرام والبينثيوبيراد، مع نتائج تشير إلى أن الإيزوفيتاميد حافظ على فعاليته ضد كل من العزلات الحساسة والمقاومة، بينما أظهرت SDHIs الأخرى حساسية منخفضة في بعض الحالات. تضمنت التجارب اختبارات أقراص الفطريات وتجارب الأواني، حيث تم تقييم شدة المرض كميًا باستخدام قيم التحكم بناءً على قياسات مساحة الآفة.
تسلط النتائج الضوء على إمكانيات الإيزوفيتاميد كخيار موثوق في إدارة تجمعات الفطريات المقاومة لمثبطات SDHI، التي تزداد انتشارًا في البيئات الزراعية. ومن الجدير بالذكر أن فعالية الإيزوفيتاميد استمرت على الرغم من وجود طفرات في جين *sdhB* المرتبطة بالمقاومة، مما يشير إلى دور فريد في إدارة الأمراض مقارنةً بمثبطات SDHI الأخرى. علاوة على ذلك، تتحدى الدراسة فكرة المقاومة المتقاطعة الإيجابية بين مثبطات SDHI، كاشفة أن الطفرات المحددة يمكن أن تؤثر بشكل كبير على الحساسية لمبيدات فطرية معينة بينما لها تأثيرات ضئيلة على أخرى. وهذا يبرز أهمية فهم آليات المقاومة لتحسين استخدام المبيدات الفطرية في حماية المحاصيل.
DOI: https://doi.org/10.1584/jpestics.d25-070
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41890632
Publication Date: 2026-02-20
Author(s): Yuzuka Abe et al.
Primary Topic: Fungal Plant Pathogen Control
Overview
In this study, we investigated the sensitivity of cucumber Corynespora leaf spot, powdery mildew, and tomato leaf mold pathogens to succinate dehydrogenase inhibitor (SDHI) fungicides, specifically focusing on isofetamid and fluopyram. Our findings revealed that both fungicides exhibited strong antifungal activity against boscalid-resistant isolates of *Corynespora cassiicola* and *Podosphaera xanthii*, collected from various prefectures in Japan. Notably, isofetamid maintained its efficacy against isolates resistant to other SDHIs, such as boscalid and penthiopyrad, indicating its potential as a reliable option in managing resistant pathogen populations.
The results further demonstrated that isofetamid’s effectiveness was not compromised by the presence of mutations in the sdhB gene associated with resistance, as no significant changes in the amino acid sequence were detected. Additionally, competition experiments suggested that resistant isolates carrying specific mutations (H272L and H225F) faced fitness costs, leading to their gradual decline in frequency over generations. This study challenges the classical notion of positive cross-resistance among SDHIs, highlighting that certain mutations can significantly impact sensitivity to specific fungicides while having minimal effects on others. Overall, isofetamid emerges as a promising candidate for managing SDHI-resistant pathogens in agricultural settings.
Introduction
The introduction of succinate dehydrogenase inhibitors (SDHIs), such as boscalid and penthiopyrad, has significantly advanced agricultural fungicide options, particularly against ascomycetes. These fungicides are integral to disease management strategies, complementing other classes like demethylation inhibitors (DMIs) and quinone outside inhibitors (QoIs). However, the emergence of resistant isolates in various plant pathogens, including species such as *Alternaria alternata* and *Botrytis cinerea*, poses a challenge to their effectiveness.
Isofetamid, a newly developed SDHI by Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd., specifically inhibits succinate dehydrogenase (SDH) activity in ascomycetes without affecting oomycetes, plants, or mammals. Previous studies have established its fungicidal spectrum and effectiveness against *B. cinerea*, alongside promising results from greenhouse and field trials. Notably, isofetamid does not exhibit significant cross-resistance with existing SDHIs, suggesting potential utility against SDHI-resistant pathogens. This study aims to evaluate isofetamid’s efficacy against resistant isolates of cucumber Corynespora leaf spot, powdery mildew, and tomato leaf mold, highlighting its unique properties in disease management relative to other SDHIs.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodology encompasses the techniques applied for data collection and analysis, such as statistical methods, experimental protocols, and any computational tools utilized.
Additionally, the section may describe the controls implemented to validate the results, as well as any ethical considerations taken into account during the research. Overall, this section serves to provide a comprehensive framework for understanding how the study was conducted and the basis for the findings presented in subsequent sections.
Results
The study evaluated the sensitivity of various isolates of *Corynespora cassiicola*, *Podosphaera xanthii*, and *Fulvia fulva* to the fungicide isofetamid and other succinate dehydrogenase inhibitors (SDHIs). For *C. cassiicola*, isofetamid and fluopyram demonstrated strong antifungal activity across all tested isolates, with EC50 values ranging from 0.06 to 0.78 µg/mL, while boscalid showed variable efficacy, failing to control highly resistant isolates (11 and 12) even at high concentrations. Isofetamid achieved over 80% control at a low concentration of 25 µg/mL, indicating its potential as a reliable treatment against both sensitive and resistant strains.
In tests against *P. xanthii*, isofetamid and fluopyram exhibited similar effectiveness against both sensitive (PX-1) and resistant (PX-2) isolates, with no cross-resistance observed with boscalid or penthiopyrad. Genetic analysis of the resistant isolate PX-2 revealed no mutations in the sdhB gene, suggesting that resistance mechanisms may involve other genetic factors. For *F. fulva*, isofetamid maintained strong activity against all isolates, including those resistant to boscalid and penthiopyrad, with MIC values ranging from 0.04 to 0.2 µg/mL. Overall, isofetamid showed consistent efficacy across different pathogens, highlighting its potential as a key fungicide in managing resistant fungal populations.
Discussion
In this study, the sensitivity of various fungal pathogens, specifically *Corynespora cassiicola*, *Podosphaera xanthii*, and *Fulvia fulva*, to several succinate dehydrogenase inhibitors (SDHIs) was assessed. The tested SDHIs included isofetamid, boscalid, fluopyram, and penthiopyrad, with results indicating that isofetamid maintained efficacy against both sensitive and resistant isolates, while the other SDHIs exhibited reduced sensitivity in some cases. The experiments involved mycelial disc assays and pot experiments, where disease severity was quantitatively assessed using control values based on lesion area measurements.
The findings highlight isofetamid’s potential as a reliable option in managing SDHI-resistant fungal populations, which are increasingly prevalent in agricultural settings. Notably, isofetamid’s effectiveness persisted despite the presence of mutations in the *sdhB* gene associated with resistance, suggesting a unique role in disease management compared to other SDHIs. Furthermore, the study challenges the notion of positive cross-resistance among SDHIs, revealing that specific mutations can significantly impact sensitivity to certain fungicides while having minimal effects on others. This underscores the importance of understanding resistance mechanisms to optimize fungicide use in crop protection.