稗草对噁唑酰草胺的抗药性研究

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 11次 | 上传用户:chengjun_80
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我国农田杂草危害比较严重,化学除草剂在防治农田杂草中发挥着重要作用。然而随着除草剂大面积的连续使用,农田杂草的抗药性发生现状日趋严重。稗草是我国水稻田中最常见的杂草之一,属于农田恶性杂草。乙酰辅酶A羟化酶抑制剂是常用的一类除草剂,该类除草剂对禾本科杂草具有较好的选择性,因此得到了广泛的运用。然而由于ACCas作用位点单一,长期使用极易导致抗药性的产生。噁唑酰草胺属于ACCase抑制剂的一种,近年来被在我国被广泛的用于防治水稻田中的稗草等禾本科杂草。为了监测噁唑酰草胺的抗性发生现状,明确水稻田稗草对对噁唑酰草胺的抗性水平及其抗性机理,延缓抗药性的发生,指导农民更加科学合理地使用除草剂,进而为水稻田稗草等禾本科杂草抗性的综合治理提供理论依据,本研究采集了辽宁、黑龙江、江西和湖南典型水稻种植区域共20个稗草种群的种子作为研究材料,研究了稗草对噁唑酰草胺的抗药性水平和抗药性机理,主要研究结果如下:对采集的20个稗草种群按照噁唑酰草胺田间最高推荐剂量120 g(a.i.)/hm2进行单剂量筛选后发现,BN-1、BN-16、BN-17和BN-20在噁唑酰草胺田间最高推荐剂量下,其相对鲜重分别为92.6%、86.6%、64.9%和1.08%,表明BN-1、BN-16、BN-17可能含有抗药性植株,虽生长受到抑制却不能完全死亡,因此确定BN-1、BN-16、BN-17为疑似抗药性种群,BN-20为疑似敏感性种群。利用整株生物测定法进一步测定了不同稗草种群对噁唑酰草胺的抗药性水平,结果表明,不用稗草种群对噁唑酰草胺的抗性水平不同。BN-1、BN-16和BN-17的GR50分别为674.88、599.99 和296.75g(a.i.)/hm2,抗性指数分别为33.83、30.37和 14.87。抗药性程度为:BN-1>BN-16>BN-17。以3个疑似敏感性稗草种群BN-1、BN-16、BN-17和疑似敏感性稗草种群BN-20为研究对象,测定了不同稗草种群ACCase对噁唑酰草胺的敏感性。结果表明不同稗草种群ACCase对噁唑酰草胺的敏感性不同,BN-1、BN-16和BN-17的I50分别为20.12、16.21和9.08μmol/L,抗性指数分别为33.71、27.16和 15.23。抗药性程度为:BN-1>BN-16>BN-17。这与整株抗药性测定结果一致。ACCase活性测定结果也表明,稗草体内ACCase对噁唑酰草胺的敏感性降低可能是导致其产生抗药性的原因。在对疑似抗药性种群BN-1、BN-16和BN-17,以及疑似敏感性种群BN-20进行基因的扩增和克隆,经比对后发现,BN-1、BN-16和BN-17稗草种群在1781位的氨基酸由异亮氨酸(Ile)突变为了亮氨酸(Leu),其中BN-1在2027位的氨基酸由色氨酸(Trp)突变为了半胱氨酸(Cys)。因此可以确定BN-1、BN-16和BN-17为抗药性种群,而靶标基因的突变是导致其对噁唑酰草胺产生抗药性的重要原因。采用整株生物测定的方法测定了稗草对对氰氟草酯的交互抗药性水平和对噁唑酰草胺的非靶标抗药性水平。结果显示3个稻稗种群对氰氟草酯的抗性指数分别为:25.73、12.79和10.29,表明3个稗草种群都对氰氟草酯产生了交互抗药性。非靶标测定结果表明,在喷施P450抑制剂杀草强后,BN-1、BN-16和BN-17对噁唑酰草胺的抗药性分别下降了1.14、1.71和2.38倍,表明BN-1对噁唑酰草胺的抗药性与非靶标P450的活性无关,BN-16和BN-17对噁唑酰草胺的抗药性可能是靶标与非靶标的共同作用。
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