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耿氏硬草属禾本科硬草属,是我国稻茬麦田的主要恶性杂草之一,其在我国长江流域、黄河流域及沿海地区均有分布。精噁唑禾草灵是麦田防除耿氏硬草等禾本科杂草的常用除草剂,其作用靶标为乙酰辅酶A羧化酶,具有高效、低毒、施药期长等优点,在我国部分麦田应用有十几年历史。但是由于该药剂作用位点单一,杂草极易对其产生抗性。近几年来,在山东和江苏省等部分地区精噁唑禾草对麦田耿氏硬草的防效显著下降,以田间推荐剂量喷施该药剂已经无法有效防除耿氏硬草。为明确我国部分地区耿氏硬草对精噁唑禾草灵的抗性水平及其靶标酶抗性机理,为科学防除耿氏硬草提供理论依据,本文以采自山东、江苏、河南3个省份的62个耿氏硬草种群为研究对象,测定了其对精噁唑禾草灵的敏感性及部分抗药性种群的交互抗性和多抗性,并明确了抗药性种群的靶标酶抗性机理。本研究的主要结果如下:1.采用精噁唑禾草灵1倍田间推荐剂量(62.1 g ai ha-1)、2倍田间推荐剂量(124.2g ai ha-1)对全部耿氏硬草种群进行了抗性初筛,发现有25个种群对精噁唑禾草灵产生了抗性,37个种群对精噁唑禾草灵敏感。采用剂量-反应曲线法对初筛的25个抗药性种群和5个敏感种群进行了抗性水平测定,发现所有抗药性种群均对精噁唑禾草灵均产生了高水平的抗性,其抗性倍数在14.7~103.2之间。2.对耿氏硬草质体型ACCase基因CT区域进行克隆和测序发现ACCase基因存在2个不同的拷贝(Acc1;1和Acc1;2),并且均能够转录。3.对不同抗药性耿氏硬草种群进行ACCase CT区的基因克隆,并将其序列与敏感耿氏硬草进行比对分析发现,抗药性种群SD-10含有ACCase基因Trp-1999-Leu突变;SD-12、SD-13、SD-19、SD-31抗药性种群含有ACCase基因Trp-1999-Ser突变;JS-16、JS-25、SD-2、SD-3、SD-9、SD-14、SD-15、SD-17、SD-18、SD-22、SD-24、SD-25抗药性种群含有ACCase基因Trp-2027-Cys突变;JS-5、SD-4、SD-11、SD-30抗药性种群含有ACCase基因Ile-2041-Asn突变;JS-13、SD-16、SD-32抗药性种群含有ACCase基因Asp-2078-Gly突变;抗药性种群SD-23含有ACCase基因Gly-2096-Ala突变。4.对抗药性耿氏硬草种群Acc1;1和Acc1;2基因序列进行对比发现,Trp-1999-Leu突变方式仅发生在Acc1;2基因中;Trp-1999-Ser、Gly-2096-Ala突变方式仅出现在Acc1;1基因中;Trp-2027-Cys、Asp-2078-Gly突变方式在Acc1;1和Acc1;2基因中均能发生;Ile-2041-Asn突变方式通常发生在Acc1;2基因中,在SD-4种群中1株耿氏硬草发现ile-2041-asn突变方式发生在acc1;1基因中。5.采用剂量-反应曲线法研究了不同耿氏硬草抗药性种群的交互抗性和多抗性。结果表明抗药性种群sd-12和sd-13对精喹禾灵产生了高水平抗性,对炔草酯、高效氟吡甲禾灵产生了中等水平抗性,对精吡氟禾草灵、唑啉草酯产生了低水平抗性,而对烯禾啶、烯草酮敏感;js-25、sd-4和sd-11种群对炔草酯、精吡氟禾草灵产生高水平抗性,对烯禾啶、唑啉草酯产生了中等水平抗性,而未对烯草酮产生抗性;sd-32种群对烯禾啶产生了高水平抗性,对炔草酯产生了中等水平抗性,对烯草酮、唑啉草酯产生了低水平抗性;sd-23种群对高效氟吡甲禾灵产生了高水平抗性,对炔草酯、精喹禾灵产生了中等水平抗性,对精吡氟禾草灵产生了低水平抗性,而对烯禾啶、烯草酮、唑啉草酯敏感;sd-4、sd-10、sd-11、sd-12、sd-13、sd-23抗药性种群对甲基二磺隆、啶磺草胺、氟唑磺隆、异丙隆均未产生抗性。6.基于耿氏硬草accasect区基因测序结果,构建了快速检测耿氏硬草accase等位基因trp1999、trp2027和ile2041取代的(d)caps分析方法。利用构建的(d)caps检测分析方法对sd-12、sd-13、js-25、sd-4抗药性种群进行检测,发现sd-12种群中350株耿氏硬草均存在trp-1999-ser突变,为突变杂合型;sd-13种群中318株耿氏硬草存在trp-1999-ser突变,为突变杂合型,32株耿氏硬草为野生型;js-25种群中180株耿氏硬草均存在trp-2027-cys突变,为突变杂合型;sd-4种群中180株耿氏硬草均存在ile-2041-asn突变,为突变杂合型。7.在测定不同环境因子对耿氏硬草种子萌发和出苗的影响中,发现在恒温条件下耿氏硬草种子萌发温度范围为5~15℃,在10/5℃、15/10℃和20/15℃变温条件下其萌发率均大于88%;耿氏硬草种子萌发不需光照;对酸碱度有着宽泛的适应,在ph4~10之间种子萌发率均大于86%;对水分胁迫非常敏感,在水势为-0.8mpa时种子萌发率接近为零;对盐胁迫具有较高的忍耐力;当种子处于土壤表层(0~1.0cm)时出苗率最高,埋藏深度大于7.0cm后则不能出苗。8.在测定麦田常用除草剂对不同叶龄期耿氏硬草防除效果中,发现精噁唑禾草灵、炔草酯、唑啉草酯、甲基二磺隆、啶磺草胺对3~9叶期的耿氏硬草防效均较好,而氟唑磺隆对3~9叶期的耿氏硬草防效较差;异丙隆对3~6叶期的耿氏硬草防效较好,而对9叶期的耿氏硬草防效较差。综上所述,本研究初步明确了我国部分小麦主产区耿氏硬草种群对精噁唑禾草灵的抗性水平与分布。靶标抗性分子机理研究结果表明accase基因突变是导致耿氏硬草对精噁唑禾草灵产生抗性的重要原因之一。不同耿氏硬草抗药性种群对ACCase抑制剂类除草剂产生了不同的交互抗性谱,而对甲基二磺隆、啶磺草胺和异丙隆等除草剂均敏感。探究了不同环境因子对耿氏硬草种子萌发和出苗的影响,以及麦田常用除草剂对不同叶龄期耿氏硬草的防效。此外,针对部分抗药性种群ACCase基因突变方式,构建了快速、准确的(d)CAPS检测分析方法。