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随着化学除草剂的大面积使用,农田杂草抗药性问题越来越严重。苯磺隆是ALS抑制剂类除草剂,目前是小麦田最经济、有效、安全的优秀除草剂品种之一,在我国1988年取得登记,到目前已使用20多年。在部分地区,小麦田以常规剂量喷施苯磺隆已经无法有效防除麦田主要杂草播娘蒿(Descurainia sophia)。明确播娘蒿对苯磺隆的抗药性水平及其抗药性机理,对指导抗药性播娘蒿的科学治理,延长苯磺隆的使用寿命具有重要的理论和现实意义。本研究以采自北京、天津、河北、河南、山东、山西、陕西、甘肃、青海、江苏及四川省(市)的播娘蒿为对象,研究其对苯磺隆的抗药性水平及其抗药性机理,主要结果如下。1.整株测定结果表明,在11省(市)91个播娘蒿种群中,有42个种群对苯磺隆表现敏感,GR50值在0.10-0.12g a.i./ha之间;19个种群对苯磺隆具有较低水平的抗药性,1<抗药性指数≤10;19个种群对苯磺隆具有中等抗药性,10<抗药性指数≤100;11个种群对苯磺隆具有较高水平的抗药性,其抗药性指数在100以上。HB-8、TJ-8和GS-5种群中有个别植株抗药性很强,平均抗药性百分率分别是2.38%、1.14%和3.64%。2. SSX-9、SSX-10、HB-8、TJ-8和GS-5种群二代对苯磺隆的抗药性检测结果表明,对苯磺隆的抗药性能够稳定遗传。3. HB-1、SSX-8、HB-2、HB-8、SSX-4、SSX-9、SSX-10、SSX-11、SSX-12、SSX-13、TJ-8和GS-5种群ALS离体活性测定结果表明,抗药性种群的ALS对苯磺隆的敏感性降低,抗药性指数在3.17-86.33之间。4. HB-1、HB-2、SSX-8和SSX-9种群ALS活体活性测定结果表明,抗药性种群ALS活性受到抑制后能恢复,而敏感种群则不能。5. 4个敏感生物型和10个抗药性生物型的ALS基因克隆测序结果表明,播娘蒿ALS全长2,004bp,编码667个氨基酸,无内含子,所检测的河北、陕西、甘肃和天津的4个敏感生物型的ALS序列完全相同。6.比较敏感和抗药性生物型的ALS序列发现,抗药性生物型在Pro197(脯氨酸)发生了突变,抗药性生物型HB-2和SSX-11 Pro197突变为Leu197(亮氨酸);SSX-9 Pro197突变为Thr197(苏氨酸);SSX-12和SSX-13 Pro197突变为Ala197(丙氨酸);TJ-8和GS-5 Pro197突变为Ser197(丝氨酸);敏感和抗药性生物型的ALS序列在GenBank上的登记号为EU520489、EU520490、EU520491和FJ715633。7.播娘蒿种群HB-1、HB-2、SSX-8、SSX-4、SSX-9和SSX-10对ALS抑制剂包括咪唑乙烟酸(IMI类)、嘧草硫醚(PTB类)、氯酯磺草胺(TP类)、甲氧磺草胺(TP类)、双氟磺草胺(TP类)的交互抗性的测定结果表明,HB-1和SSX-8对所有供试药剂均敏感;HB-2对各供试药剂均有较高的抗药性,抗药性指数在10倍以上;SSX-4除了对咪唑乙烟酸较敏感之外,对其他药剂的抗药性指数在10倍以上;SSX-9和SSX-10对咪唑乙烟酸有低水平的抗药性,对嘧草硫醚有高水平的抗药性,对供试的三种TP类药剂都有不同程度的抗药性。SSX-4种群里个别植株对上述几种药剂抗药性很高,对嘧草硫醚、咪唑乙烟酸和双氟磺草胺的平均抗药性百分率分别为4.51%、2.71%和2.21%。本研究首次明确了我国麦田播娘蒿种群对苯磺隆的抗药性水平与分布,及对其他5种ALS抑制剂类除草剂交互抗性水平;从酶和基因水平揭示了抗药性是由于靶标酶ALS基因突变所致。