小麥田耿氏硬草對(duì)精噁唑禾草靈的抗性研究.pdf

1、耿氏硬草屬禾本科硬草屬，是我國(guó)稻茬麥田的主要惡性雜草之一，其在我國(guó)長(zhǎng)江流域、黃河流域及沿海地區(qū)均有分布。精噁唑禾草靈是麥田防除耿氏硬草等禾本科雜草的常用除草劑，其作用靶標(biāo)為乙酰輔酶A羧化酶，具有高效、低毒、施藥期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)部分麥田應(yīng)用有十幾年歷史。但是由于該藥劑作用位點(diǎn)單一，雜草極易對(duì)其產(chǎn)生抗性。近幾年來(lái)，在山東和江蘇省等部分地區(qū)精噁唑禾草對(duì)麥田耿氏硬草的防效顯著下降，以田間推薦劑量噴施該藥劑已經(jīng)無(wú)法有效防除耿氏硬草。為明確我國(guó)部

2、分地區(qū)耿氏硬草對(duì)精噁唑禾草靈的抗性水平及其靶標(biāo)酶抗性機(jī)理，為科學(xué)防除耿氏硬草提供理論依據(jù)，本文以采自山東、江蘇、河南3個(gè)省份的62個(gè)耿氏硬草種群為研究對(duì)象，測(cè)定了其對(duì)精噁唑禾草靈的敏感性及部分抗藥性種群的交互抗性和多抗性，并明確了抗藥性種群的靶標(biāo)酶抗性機(jī)理。本研究的主要結(jié)果如下：
　　1.采用精噁唑禾草靈1倍田間推薦劑量（62.1 g ai ha-1）、2倍田間推薦劑量（124.2 g ai ha-1）對(duì)全部耿氏硬草種群進(jìn)行了抗性

3、初篩，發(fā)現(xiàn)有25個(gè)種群對(duì)精噁唑禾草靈產(chǎn)生了抗性，37個(gè)種群對(duì)精噁唑禾草靈敏感。采用劑量-反應(yīng)曲線法對(duì)初篩的25個(gè)抗藥性種群和5個(gè)敏感種群進(jìn)行了抗性水平測(cè)定，發(fā)現(xiàn)所有抗藥性種群均對(duì)精噁唑禾草靈均產(chǎn)生了高水平的抗性，其抗性倍數(shù)在14.7~103.2之間。
　　2.對(duì)耿氏硬草質(zhì)體型ACCase基因CT區(qū)域進(jìn)行克隆和測(cè)序發(fā)現(xiàn)ACCase基因存在2個(gè)不同的拷貝（Acc1;1和Acc1;2），并且均能夠轉(zhuǎn)錄。
　　3.對(duì)不同抗藥性耿氏硬

4、草種群進(jìn)行ACCase CT區(qū)的基因克隆，并將其序列與敏感耿氏硬草進(jìn)行比對(duì)分析發(fā)現(xiàn)，抗藥性種群SD-10含有ACCase基因Trp-1999-Leu突變；SD-12、SD-13、SD-19、SD-31抗藥性種群含有ACCase基因Trp-1999-Ser突變；JS-16、JS-25、SD-2、SD-3、SD-9、SD-14、SD-15、SD-17、SD-18、SD-22、SD-24、SD-25抗藥性種群含有ACCase基因Trp-202

5、7-Cys突變；JS-5、SD-4、SD-11、SD-30抗藥性種群含有ACCase基因Ile-2041-Asn突變；JS-13、SD-16、SD-32抗藥性種群含有ACCase基因Asp-2078-Gly突變；抗藥性種群SD-23含有ACCase基因Gly-2096-Ala突變。
　　4.對(duì)抗藥性耿氏硬草種群Acc1;1和Acc1;2基因序列進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，Trp-1999-Leu突變方式僅發(fā)生在Acc1;2基因中；Trp-199

6、9-Ser、Gly-2096-Ala突變方式僅出現(xiàn)在Acc1;1基因中；Trp-2027-Cys、Asp-2078-Gly突變方式在 Acc1;1和Acc1;2基因中均能發(fā)生；Ile-2041-Asn突變方式通常發(fā)生在Acc1;2基因中，在SD-4種群中1株耿氏硬草發(fā)現(xiàn)Ile-2041-Asn突變方式發(fā)生在Acc1;1基因中。
　　5.采用劑量-反應(yīng)曲線法研究了不同耿氏硬草抗藥性種群的交互抗性和多抗性。結(jié)果表明抗藥性種群SD-12

7、和SD-13對(duì)精喹禾靈產(chǎn)生了高水平抗性，對(duì)炔草酯、高效氟吡甲禾靈產(chǎn)生了中等水平抗性，對(duì)精吡氟禾草靈、唑啉草酯產(chǎn)生了低水平抗性，而對(duì)烯禾啶、烯草酮敏感；JS-25、SD-4和SD-11種群對(duì)炔草酯、精吡氟禾草靈產(chǎn)生高水平抗性，對(duì)烯禾啶、唑啉草酯產(chǎn)生了中等水平抗性，而未對(duì)烯草酮產(chǎn)生抗性；SD-32種群對(duì)烯禾啶產(chǎn)生了高水平抗性，對(duì)炔草酯產(chǎn)生了中等水平抗性，對(duì)烯草酮、唑啉草酯產(chǎn)生了低水平抗性；SD-23種群對(duì)高效氟吡甲禾靈產(chǎn)生了高水平抗性，對(duì)炔

8、草酯、精喹禾靈產(chǎn)生了中等水平抗性，對(duì)精吡氟禾草靈產(chǎn)生了低水平抗性，而對(duì)烯禾啶、烯草酮、唑啉草酯敏感；SD-4、SD-10、SD-11、SD-12、SD-13、SD-23抗藥性種群對(duì)甲基二磺隆、啶磺草胺、氟唑磺隆、異丙隆均未產(chǎn)生抗性。
　　6.基于耿氏硬草ACCase CT區(qū)基因測(cè)序結(jié)果，構(gòu)建了快速檢測(cè)耿氏硬草ACCase等位基因Trp1999、Trp2027和Ile2041取代的(d)CAPS分析方法。利用構(gòu)建的(d)CAPS檢測(cè)

9、分析方法對(duì)SD-12、SD-13、JS-25、SD-4抗藥性種群進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)SD-12種群中350株耿氏硬草均存在Trp-1999-Ser突變，為突變雜合型；SD-13種群中318株耿氏硬草存在Trp-1999-Ser突變，為突變雜合型，32株耿氏硬草為野生型；JS-25種群中180株耿氏硬草均存在Trp-2027-Cys突變，為突變雜合型；SD-4種群中180株耿氏硬草均存在Ile-2041-Asn突變，為突變雜合型。
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10、.在測(cè)定不同環(huán)境因子對(duì)耿氏硬草種子萌發(fā)和出苗的影響中，發(fā)現(xiàn)在恒溫條件下耿氏硬草種子萌發(fā)溫度范圍為5~15℃，在10/5℃、15/10℃和20/15℃變溫條件下其萌發(fā)率均大于88％；耿氏硬草種子萌發(fā)不需光照；對(duì)酸堿度有著寬泛的適應(yīng)，在pH4~10之間種子萌發(fā)率均大于86%；對(duì)水分脅迫非常敏感，在水勢(shì)為-0.8 Mpa時(shí)種子萌發(fā)率接近為零；對(duì)鹽脅迫具有較高的忍耐力；當(dāng)種子處于土壤表層（0~1.0 cm）時(shí)出苗率最高，埋藏深度大于7.0 cm

11、后則不能出苗。
　　8.在測(cè)定麥田常用除草劑對(duì)不同葉齡期耿氏硬草防除效果中，發(fā)現(xiàn)精噁唑禾草靈、炔草酯、唑啉草酯、甲基二磺隆、啶磺草胺對(duì)3~9葉期的耿氏硬草防效均較好，而氟唑磺隆對(duì)3~9葉期的耿氏硬草防效較差；異丙隆對(duì)3~6葉期的耿氏硬草防效較好，而對(duì)9葉期的耿氏硬草防效較差。
　　綜上所述，本研究初步明確了我國(guó)部分小麥主產(chǎn)區(qū)耿氏硬草種群對(duì)精噁唑禾草靈的抗性水平與分布。靶標(biāo)抗性分子機(jī)理研究結(jié)果表明ACCase基因突變是導(dǎo)致耿氏