小麥田耿氏硬草對精噁唑禾草靈的抗性研究.pdf

1、耿氏硬草屬禾本科硬草屬，是我國稻茬麥田的主要惡性雜草之一，其在我國長江流域、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，其作用靶標為乙酰輔酶A羧化酶，具有高效、低毒、施藥期長等優(yōu)點，在我國部分麥田應(yīng)用有十幾年歷史。但是由于該藥劑作用位點單一，雜草極易對其產(chǎn)生抗性。近幾年來，在山東和江蘇省等部分地區(qū)精噁唑禾草對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)無法有效防除耿氏硬草。為明確我國部

2、分地區(qū)耿氏硬草對精噁唑禾草靈的抗性水平及其靶標酶抗性機理，為科學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個省份的62個耿氏硬草種群為研究對象，測定了其對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酶抗性機理。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）對全部耿氏硬草種群進行了抗性

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

4、草種群進行ACCase CT區(qū)的基因克隆，并將其序列與敏感耿氏硬草進行比對分析發(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.對抗藥性耿氏硬草種群Acc1;1和Acc1;2基因序列進行對比發(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對精喹禾靈產(chǎn)生了高水平抗性，對炔草酯、高效氟吡甲禾靈產(chǎn)生了中等水平抗性，對精吡氟禾草靈、唑啉草酯產(chǎn)生了低水平抗性，而對烯禾啶、烯草酮敏感；JS-25、SD-4和SD-11種群對炔草酯、精吡氟禾草靈產(chǎn)生高水平抗性，對烯禾啶、唑啉草酯產(chǎn)生了中等水平抗性，而未對烯草酮產(chǎn)生抗性；SD-32種群對烯禾啶產(chǎn)生了高水平抗性，對炔草酯產(chǎn)生了中等水平抗性，對烯草酮、唑啉草酯產(chǎn)生了低水平抗性；SD-23種群對高效氟吡甲禾靈產(chǎn)生了高水平抗性，對炔

8、草酯、精喹禾靈產(chǎn)生了中等水平抗性，對精吡氟禾草靈產(chǎn)生了低水平抗性，而對烯禾啶、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)基因測序結(jié)果，構(gòu)建了快速檢測耿氏硬草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

9、分析方法對SD-12、SD-13、JS-25、SD-4抗藥性種群進行檢測，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、.在測定不同環(huán)境因子對耿氏硬草種子萌發(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%；對水分脅迫非常敏感，在水勢為-0.8 Mpa時種子萌發(fā)率接近為零；對鹽脅迫具有較高的忍耐力；當種子處于土壤表層（0~1.0 cm）時出苗率最高，埋藏深度大于7.0 cm

11、后則不能出苗。
　　8.在測定麥田常用除草劑對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3~9葉期的耿氏硬草防效均較好，而氟唑磺隆對3~9葉期的耿氏硬草防效較差；異丙隆對3~6葉期的耿氏硬草防效較好，而對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部分小麥主產(chǎn)區(qū)耿氏硬草種群對精噁唑禾草靈的抗性水平與分布。靶標抗性分子機理研究結(jié)果表明ACCase基因突變是導致耿氏