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随着少耕／免耕模式的大规模推广和多年的持续,菵草(Beckmannia syzigachne)由稻茬麦田的次要杂草逐渐上升为主要杂草。精噁唑禾草灵是我国苗后选择性防治菵草等麦田禾本科杂草的主要除草剂品种,在多年的应用后,在江苏、安徽、山东等部分地区精噁唑禾草灵对蔺草的防效逐渐下降甚至防除失败,导致小麦的严重减产。为了明确我国部分地区麦田蔺草对精噁唑禾草灵的抗性水平及抗性机理,为科学防治抗性菵草提供理论依据及用药指导,本文以采自江苏、安徽、山东、湖北等4个省份的59个蔺草种群为研究对象,测定了其对精噁唑禾草灵的反应,并研究了部分抗性种群的抗性机理,主要研究结果如下：(1)采用整株测定法应用l×剂量(62.1gai ha-1)、3x剂量、20×剂量对所有蔺草种群进行了筛选,从中发现敏感种群28个、弱抗性种群17个、强抗性种群4个、超强抗性种群10个。从中选取15个抗性种群进行了抗性水平测定,与敏感种群相比供试的15个抗性种群对精噁唑禾草灵都产生了明显的抗性,抗性倍数在7.7-615.4之间,其中AH-12、JS-04、JS-10、JS-26、JS-32、JS-33、SD-04等种群对精噁唑禾草灵的抗性倍数分别为615.4、260.8、157.4、565.0、257.5、445.0、236.8,以采自安徽省庐江县的AH-12种群抗性最强。(2)采用整株测定法测定了AH-12、JS-26、JS-32、JS-33、SD-04等种群对炔草酯、烯禾啶、烯草酮、唑啉草酯、啶磺草胺、甲基二磺隆、氟唑磺隆、异丙隆等药剂的抗性。结果表明AH-12、JS-26、JS-32、JS-33、SD-04等种群对炔草酯的抗性倍数分别为294.2、19.4、279.1、1119.8、73.9,均对炔草酯产生了高水平抗性。AH-12、JS-33、SD-04对烯禾啶的抗性倍数分别为23.1、28.4、14.5,均对烯禾啶产生了高水平的抗性；JS-26种群对烯禾啶有低水平抗性；JS-32种群对烯禾啶未产生抗性。AH-12、JS-26、JS-32、JS-33、SD-04种群对烯草酮的抗性倍数分别为1.8、2.6、2.5、6.1和5.4,AH-12种群对烯草酮没有抗性；JS-26、JS-32种群对烯草酮有低水平抗性；JS-33、SD-04种群对烯草酮产生了中等水平的抗性。AH-12、JS-26、JS-32、JS-33、SD-04种群对唑啉草酯分别产生了45.0、45.9、15.8、3.8和2.4倍的抗性,AH-12、JS-26、JS-32种群对唑啉草酯产生了高水平抗性；JS-33和SD-04种群有低水平抗性。AH-12、JS-26、JS-32、JS-33、SD-04种群对啶磺草胺的抗性倍数分别为2.0、6.0、7.8、13.9和58.7,AH-12种群对啶磺草胺有低水平抗性；JS-26、JS-32种群对啶磺草胺有中等水平抗性；JS-33、SD-04种群对啶磺草胺产生了高水平抗性。AH-12、JS-26、JS-32、JS-33、SD-04种群对甲基二磺隆的抗性倍数分别为2.3、6.7、1.2、4.6、6.4,JS-32种群对甲基二磺隆未产生抗性;AH-12对甲基二磺隆产生了低水平抗性；JS-26、JS-33、SD-04对甲基二磺隆产生了中等水平抗性。AH-12、S-26、JS-32、JS-33、SD-04种群对氟唑磺隆的抗性倍数分别为4.9、20.3、2.8、2.3、41.5, JS-26种群和SD-04种群对氟唑磺隆产生了高水平抗性；JS-32、JS-33种群对氟唑磺隆有低水平抗性；推荐剂量(30.5g aiha-1)氟唑磺隆对AH-12种群的鲜重防效为100%, AH-12种群并未对氟唑磺隆产生抗性。1×剂量异丙隆(1050g ai ha-1)对所有抗性种群的防效为100%,供试种群对异丙隆都没有抗性。(3)以CDNB为底物研究了部分抗性种群GST活性的变化,与敏感种群相比,施用除草剂后AH-12、JS-04、JS-26、JS-32种群GST活性未见明显升高,JS-33种群和SD-04种群GST活性明显升高,其中SD-04种群GST活性在药后3d升高的幅度高达60%。(4)以PBO为增效剂研究了部分种群CYP活性对精噁唑禾草灵抗性的影响,结果表明PBO不能显著提高精噁唑禾草灵对JS-33、SD-04种群的防效,但能显著提高精噁唑禾草灵对JS-26种群和JS-32种群的防效。(5)克隆了17个种群ACCase CT亚基的编码基因序列,连接载体测序后与敏感种群进行了比对,结果表明JS-04和JS-18种群1781位氨基酸密码子由ATA突变为TTA,使其1781位氨基酸发生了He--Leu取代；JS-26种群1999位氨基酸密码子由TGG突变为TTG,使其1999位氨基酸发生了Trp--Leu取代：AH-12种群2027位氨基酸密码子由TGG突变为TGC,使其2027位氨基酸发生了Trp--Cys取代；JS-15、JS-31和JS-32种群2041位氨基酸密码子由ATT突变为AAT,使其2041位氨基酸发生了Ile--Asn取代；JS-33种群2078位氨基酸密码子由GAT突变为GGT,使其编码的氨基酸发生了Asp--Gly取代；SD-04种群2096位氨基酸密码子由GGC突变为GCC,使其编码的氨基酸发生了Gly--Ala取代。AH-02、JS-01、JS-03、JS-05、JS-06、JS-07、JS-25、JS-28、 SD-11种群中未能发现导致ACCase抑制剂抗性的氨基酸取代。(6)以EcoR Ⅰ为内切酶建立了Ile2041Asn取代的CAPS分析方法,以Hae Ⅲ为内切酶建立了Gly2096Ala取代的CAPS分析方法,通过引物错配碱基引入Mae I酶切位点建立了Trp2027Cys取代的dCAPS分析方法。应用建立的(d) CAPS分析方法在JS-32种群中鉴定出17株突变纯合体、5株突变杂合体和109株野生型；在SD-04种群中鉴定出16株突变纯合体、39株突变杂合体和10株野生型；在AH-12种群中鉴定出103株突变纯合体、1株突变杂合体和4株野生型。(7)以p微管蛋白基因为内参,采用实时荧光PCR法考察了抗性种群和敏感种群质体ACCase基因在转录水平上的差异,结果表明抗性种群AH-12、JS-04、JS-26、JS-32、 JS-33、SD-04和敏感种群SD-12在靶标酶基因转录水平上并没有明显差异。本研究初步明确了我国部分地区稻茬麦田蔺草对精噁唑禾草灵的抗性水平。抗性谱研究结果表明不同种群蔺草抗性谱差异较大,部分种群还对甲基二磺隆等ALS抑制剂产生了明显的抗性。抗性机理研究结果表明,菵草对精噁唑禾草灵的抗性可能是由靶标酶基因在特定位点突变导致的靶标抗性,也可能是由GST或CYP活性增强引起的代谢抗性,在部分种群中这两种机制也可能同时存在。针对部分抗性种群的靶标酶氨基酸取代方式建立了快速、可靠的(d)CAPS分析方法,并进行了基因型分析。