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光头稗Echinochloa colona(L.)是广西甘蔗田主要杂草,具有种子量大、强分蘖能力、强抗逆性等特点,为甘蔗田杂草防控的重点和难点。敌草隆为取代脲类除草剂,是广西甘蔗田杂草防除的常用品种。田间调查发现,敌草隆对光头稗的防效明显下降,疑似光头稗田间种群对敌草隆产生了抗药性。本研究拟开展广西主要甘蔗种植区光头稗田间种群对敌草隆的抗性水平测定与评价,测定其抗性种群的抗性谱,并系统研究光头稗对敌草隆的抗性机理,以期为光头稗的抗药性治理和敌草隆的合理使用提供科学依据。主要研究结果如下:(1)在广西南宁、来宾、柳州、钦州、崇左等5个甘蔗主产区采集光头稗田间样本,获34个光头稗田间种群,采用单剂量甄别法测定其对敌草隆的敏感性。发现疑似抗性种群16个,占比为47.06%。抗性水平测定结果表明,4个种群达到中等抗性水平,占比为11.76%,抗性倍数为6.27-8.74倍;12个种群为低水平抗性,抗性倍数在2.44-5.71倍。其中,抗性种群LBXB6的抗性水平最高,GR50为1206.30 g a.i./hm2,相对抗性指数(RI)为8.74;其他种群对敌草隆的GR50在336.90 g a.i./hm2-1074.30 g a.i./hm2之间,RI在2.44-7.78之间;相对敏感种群CZJZ2的GR50为138.00 g a.i./hm2。(2)通过对敌草隆靶标基因psb A进行扩增、测序,将抗性种群与相对敏感种群序列进行比对,以确定光头稗对敌草隆的靶标抗性机制。测序结果表明序列长度为839 bp,经与NCBI上稗子、湖南稗子及光头稗等序列blast,相似度分别为99.28%、99.52%、99.52%,说明这段序列为光头稗psb A基因序列,且该引物可以很好扩增到psb A基因。与相对敏感种群比对,发现抗性种群在已报道的引起靶标抗性的Ser-264-Gly等8个氨基酸位点中均没有发生突变。这表明光头稗对敌草隆的抗性可能不是由于靶标突变引起的。(3)采用高效液相色谱法(HPLC)测定光头稗抗性种群与相对敏感种群植株叶片对敌草隆的吸收率,以探明光头稗抗性是否为对敌草隆的吸收差异引起。药后48 h,2个抗性种群与相对敏感种群的平均吸收率分别为:68.06%、61.28%、63.97%,抗性种群与相对敏感种群植株叶片对敌草隆的吸收差异不显著。这说明光头稗对敌草隆的抗性可能不是由于吸收差异造成的。(4)本文测定了光头稗抗性种群与相对敏感种群对敌草隆的代谢情况。药后48 h,2个抗性种群与相对敏感种群的平均代谢率分别为:63.50%、56.16%、22.02%,抗性种群的平均代谢率显著高于相对敏感种群。这表明植株对敌草隆代谢作用的提高是光头稗对敌草隆产生抗性的主要原因。为了进一步探明代谢酶系在光头稗抗性中的作用,测定三种代谢酶抑制剂马拉硫磷、4-氯-7-硝基苯呋咱(NBD-Cl)、胡椒基丁醚(PBO)对敌草隆的增效作用。在处理抗性种群时,多功能氧化酶(MFO)抑制剂马拉硫磷对敌草隆具有明显的增效作用,5个抗性种群的增效倍数在1.78-1.92倍之间。其中NNXXT1种群的增效倍数最高,为1.92倍;谷胱甘肽-S-转移酶(GST)抑制剂NBD-Cl对敌草隆也具有明显的增效作用,5个抗性种群的增效倍数在1.85-2.25倍之间,其中LBXB6种群的增效倍数最高,为2.25倍。而处理相对敏感种群时,马拉硫磷和NBD-Cl对敌草隆的增效作用均不明显。这些结果表明,光头稗体内的MFO和GST两种解毒酶参与了对敌草隆的代谢抗性。但是,在处理抗性种群与相对敏感种群时,PBO对敌草隆均无明显增效作用。光头稗不同种群的GSTs活性测定结果表明,抗性种群的GSTs活性显著高于相对敏感种群。药后3天,相对敏感种群CZJZ2的GSTs活性为102 mol/min/g,5个抗性种群的GSTs活性是相对敏感种群GSTs活性的2.06-2.60倍,其中,LBXB6种群的GSTs活性最高,为265.67mol/min/g,是相对敏感种群的2.60倍。可见,抗性种群对敌草隆的抗性与GSTs活性增强有关。(5)通过室内生物测定,探明光头稗抗性种群的交互抗性和多抗性现象。结果发现,抗性种群LBWX10、LBXB3、LBXB4、LBXB5、LBXB6对莠去津存在交互抗性风险;LBXB4种群对草甘膦存在多抗性风险。