我國小麥田雜草抗藥性 2015-9-26

1、我國我國小麥田雜草抗藥性小麥田雜草抗藥性 報告人：董立堯報告人：董立堯 南京農業(yè)大學植物保護學院南京農業(yè)大學植物保護學院 除草劑除草劑毒毒理理與與抗藥性實驗室抗藥性實驗室 報告內容報告內容 一、我國麥田雜草一、我國麥田雜草抗藥性現(xiàn)狀抗藥性現(xiàn)狀 1.1 1.1 麥田抗藥性雜草及其分布麥田抗藥性雜草及其分布 1.2 1.2 麥田雜草抗藥性水平麥田雜草抗藥性水平 1.3 1.3 麥田麥田抗藥性雜草的抗藥性雜草的交互抗性交互抗性 1.4 1.4 麥田麥田抗藥性雜草的多抗性抗藥性雜草的多抗性 二、麥田二、麥田雜草抗藥性雜草抗藥性機理機理 2.1 2.1 靶標酶機理靶標酶機理 2.2 2.2 代謝酶機理代

2、謝酶機理 三三、雜草、雜草抗藥性抗藥性治理策略治理策略 植物植物抗藥性（廣義）：抗藥性（廣義）：是指植物能抵抗田間劑量(應 注明劑量)條件下除草劑脅迫的遺傳能力。包括原 先存在的不敏感特性(天然的抗藥性即耐藥性)和由 于除草劑的選擇壓而喪失敏感性以及基因工程授 予作物的抗藥性（即耐除草劑轉基因作物）。 雜草抗藥性（狹義抗藥性、獲得性抗性）：雜草抗藥性（狹義抗藥性、獲得性抗性）：是指由 于除草劑的選擇壓導致植物喪失敏感性而形成的 抵抗除草劑的遺傳能力。 天然抗藥性（耐藥性）：天然抗藥性（耐藥性）：植物自身具備的能夠抵抗 除草劑傷害而保存自己的遺傳能力。 雜草雜草抗性抗性種群發(fā)生地種群發(fā)生地除草劑

3、除草劑 菵草江蘇、安徽、山東精噁唑禾草靈 日本看麥娘江蘇、安徽、山東、河南、湖北精噁唑禾草靈、甲基二磺隆 看麥娘江蘇甲基二磺隆、精噁唑禾草靈 棒頭草四川精噁唑禾草靈 硬草江蘇、山東精噁唑禾草靈 節(jié)節(jié)麥河南、河北、山西甲基二磺隆 播娘蒿 北京、河北、河南、山東、江蘇、 山西、陜西、天津 苯磺隆 薺菜山東、河北、北京、天津苯磺隆 牛繁縷江蘇、河南苯磺隆 豬殃殃江蘇、山東苯磺隆、氯氟吡氧乙酸 大巢菜江蘇苯磺隆 麥家公山東苯磺隆 一、我國麥田雜草抗藥性現(xiàn)狀一、我國麥田雜草抗藥性現(xiàn)狀 我國麥田我國麥田已經確認已經確認12種抗除草劑雜草種抗除草劑雜草 1.1 麥田抗藥性雜草及其分布麥田抗藥性雜草及其分布

4、菵草菵草 日本看麥娘日本看麥娘 看麥娘看麥娘硬草硬草 棒頭草棒頭草 豬殃殃豬殃殃 大巢菜大巢菜 牛繁縷牛繁縷 麥家公麥家公 薺菜薺菜 播娘蒿播娘蒿 我國麥田我國麥田已經確認已經確認12種抗除草劑雜草種抗除草劑雜草 節(jié)節(jié)麥節(jié)節(jié)麥 1.1 麥田抗藥性雜草及其分布麥田抗藥性雜草及其分布 Beckmannia syzigachne 麥田菵草對精噁唑禾草靈的抗性水平麥田菵草對精噁唑禾草靈的抗性水平 種群采集種群采集地地抑制抑制中量中量 g a.i./ha相對抗性倍數(shù)相對抗性倍數(shù) 南京中山陵5.0 1.0 江蘇句容小麥田876.7 174.4 江蘇丹陽小麥田438.0 87.1 江蘇金壇小麥田210.9

5、42.0 江蘇武進小麥田128.1 25.5 江蘇丹徒小麥田103.8 20.7 江蘇高郵小麥田93.1 18.5 江蘇阜寧小麥田51.2 10.2 上海青浦小麥田216.0 43.0 艾萍艾萍. 南京農業(yè)大學南京農業(yè)大學, 碩士學位論文碩士學位論文, 2011 1.2 麥田雜草麥田雜草抗藥性水平抗藥性水平 精噁唑禾草靈的田間推薦劑量：精噁唑禾草靈的田間推薦劑量：46-51ga.i/ha 種群采集地抑制中劑量 g a.i./ha相對抗性倍數(shù) 1. 安徽肥西麥田7.7 48.4 2. 安徽廬江麥田614.3 3870.0 3. 江蘇丹陽麥田16.6 104.6 4. 江蘇丹陽麥田14.0 88.

6、3 5. 江蘇丹陽麥田260.4 1640.5 6. 江蘇丹陽麥田14.1 89.0 7. 江蘇丹陽麥田14.5 91.6 8. 江蘇泗陽麥田10.8 68.3 9. 江蘇丹陽麥田157.2 990.3 10. 江蘇丹陽麥田564.1 3554.1 11. 江蘇金壇麥田257.1 1619.7 12. 江蘇金壇麥田444.3 2798.9 13. 山東魚臺麥田236.3 1488.4 14. 山東泰山河道邊1.0 6.3 麥田菵草對精噁唑禾草靈的抗性水平麥田菵草對精噁唑禾草靈的抗性水平 李凌緒李凌緒. 山東山東農業(yè)大學農業(yè)大學, 博士學位論文博士學位論文, 2014 1.2 麥田雜草麥田雜草抗

7、藥性水平抗藥性水平 Alopecurus japonicus 種群采集地抑制中劑量 相對抗性倍數(shù) 1. 安徽肥東麥田174.88400.09 2. 江蘇句容麥田111.02253.99 3. 江蘇金壇麥田74.22169.8 4. 安徽肥東麥田62.2142.31 5. 江蘇金湖麥田28.6765.6 6. 江蘇金壇麥田25.9659.38 7. 江蘇贛榆麥田24.4455.91 8. 江蘇句容麥田21.348.73 9. 江蘇武進麥田18.6342.61 10. 江蘇金壇麥田17.9741.11 11. 安徽肥東麥田15.1234.6 12. 江蘇句容麥田10.1923.32 13. 江蘇贛

8、榆非耕地 0.441 麥田日本看麥娘對精噁唑禾草靈的抗性水平麥田日本看麥娘對精噁唑禾草靈的抗性水平 徐洪樂徐洪樂. 南京農業(yè)大學南京農業(yè)大學, 博士學位論文博士學位論文, 2015 1.2 麥田雜草麥田雜草抗藥性水平抗藥性水平 種群采集地抑制中劑量 g a.i./ha相對抗性倍數(shù) 1. 安徽天長麥田1182.3176.2 2. 安徽天長麥田645.996.3 3. 安徽天長麥田531.2679.2 4. 安徽天長麥田745.5111.1 5. 安徽定遠麥田894.72133.3 6. 安徽定遠麥田545.1181.2 7. 安徽六安麥田481.1371.7 8. 安徽定遠麥田341.2550.

9、9 9. 安徽定遠麥田226.5933.8 10. 江蘇溧陽麥田156.223.3 11. 江蘇句容麥田190.3128.4 12. 江蘇丹陽麥田280.1741.8 13. 山東郯城麥田620.0992.4 14. 河南息縣麥田144.2121.5 15. 湖北襄陽麥田103.5615.4 16. 安徽肥東麥田6.711.0 麥田日本看麥娘對精噁唑禾草靈的抗性水平麥田日本看麥娘對精噁唑禾草靈的抗性水平 畢亞玲畢亞玲. 山東山東農業(yè)大學農業(yè)大學, 博士學位論文博士學位論文, 2013 1.2 麥田雜草麥田雜草抗藥性水平抗藥性水平 采集地種群抑制中劑量 相對抗性倍數(shù) 山東魚臺麥田12-SD-12

10、2383.269.9 山東魚臺麥田12-SD-131950.457.2 山東魚臺非耕地 12-SD-134.11 采集地種群抑制中劑量 相對抗性倍數(shù) 四川青神縣麥田R398.11991 四川西昌非耕地S0.21 硬草 Sclerochloa dura 棒頭草棒頭草（Polypogon fugax） 麥田硬麥田硬草對精噁唑禾草靈抗性水平草對精噁唑禾草靈抗性水平 麥田棒頭麥田棒頭草對炔草酯抗性水平草對炔草酯抗性水平 Tang et al. (2014). Pesticide Biochemistry and Physiology Yuan et al. (2015). Pesticide Bioc

11、hemistry and Physiology 1.2 麥田雜草麥田雜草抗藥性水平抗藥性水平 生物 型 ED50 相對看 麥娘耐 性指數(shù) 生物 型 ED50相對看麥 娘耐性指 數(shù) A3086.85 74.56L4319.6104.34 B2719.2065.68M3859.493.22 C4246.65102.58N4706.0113.67 D3630.1587.68O4844.6117.02 E3067.8074.1P4380.9105.82 F3930.994.95Q3524.485.13 G2180.452.67R3875.993.62 H5142.9124.22S2183.652.74

12、 I3377.8581.59T2990.172.22 J4789.6115.69U2464.459.53 K3117.375.3 不同早熟禾種群對精噁唑禾草靈的敏感性不同早熟禾種群對精噁唑禾草靈的敏感性 g a.i.ha-1早熟禾早熟禾(Poa annua) 對對精噁唑禾草靈精噁唑禾草靈具具 有耐藥性（天然抗有耐藥性（天然抗 藥性）藥性） 王紅春王紅春. 南京農業(yè)大學南京農業(yè)大學, 博士學位論文博士學位論文, 2013 1.2 麥田雜草麥田雜草抗藥性水平抗藥性水平 g a.i.ha-1 采集地抑制中劑量相對抗性倍數(shù) 1. 江蘇洪澤麥田23.8712.4 2. 江蘇姜堰麥田10.455.4 3.

13、 江蘇贛榆麥田3.781.9 4. 江蘇江都麥田2.391.2 5. 江蘇江都麥田2.271.2 6. 江蘇江都麥田2.171.1 7. 江蘇贛榆麥田2.111.1 8. 江蘇贛榆麥田2.191.1 9. 江蘇南京休閑田1.921 麥田看麥娘對麥田看麥娘對甲基二磺隆甲基二磺隆的抗性水平的抗性水平 夏文文夏文文. 南京農業(yè)大學南京農業(yè)大學, 碩士學位論文碩士學位論文, 2015 Alopecurus aequalis 1.2 麥田雜草麥田雜草抗藥性水平抗藥性水平 甲基二磺隆甲基二磺隆田間推薦劑量田間推薦劑量9-16ga.i/ha 種群采集地抑制中劑量相對抗性倍數(shù) 1. 山西臨汾麥田3.0 5.0

14、 2. 河北保定麥田9.9 16.5 3. 河北邯鄲麥田1.8 3.0 4. 河北邢臺麥田2.8 4.7 5. 河南安陽麥田3.3 5.5 6. 北京麥田0.6 1.0 節(jié)節(jié)麥（節(jié)節(jié)麥（Aegilops tauschii） 麥田節(jié)節(jié)麥對甲基二磺隆的抗藥性麥田節(jié)節(jié)麥對甲基二磺隆的抗藥性水平水平 隋標峰隋標峰. 中國農業(yè)科學院中國農業(yè)科學院, 博士學位論文博士學位論文, 2010 1.2 麥田雜草麥田雜草抗藥性水平抗藥性水平 采集地種群 抑制中劑 量 相對抗 性倍數(shù) 采集地種群 抑制中劑 量 相對抗性 倍數(shù) 北京BJ-11.8 16.3 河南HN-16.3 57.5 北京BJ-20.1 1.0 江

15、蘇JS-17.4 66.8 北京BJ-4116.9 1062.8 江蘇JS-29.6 87.1 河北HB-2162.0 1472.6 江蘇JS-31.5 13.7 河北HB-437.4 340.3 江蘇JS-427.6 250.5 河北HB-510.6 96.3 山東SD-62.1 19.3 河北HB-111.3 11.5 山東SD-86.7 61.3 河北HB-127.3 66.1 山東SD-111.7 15.3 河北HB-1311.0 100.1 山東SD-121.9 17.5 河北HB-146.6 59.9 陜西SSX-446.8 425.5 河北HB-1628.6 260.1 陜西SS

16、X-51.3 11.9 天津TJ-14.0 36.6 陜西SSX-66.9 62.9 天津TJ-34.8 43.9 陜西SSX-9175.4 1594.8 天津TJ-52.2 19.8 陜西SSX-1060.1 546.5 山西SX-31.7 15.8 陜西SSX-1179.5 722.7 山西SX-44.5 40.8 陜西SSX-12161.9 1471.6 陜西SSX-1375.2 683.7 崔海蘭崔海蘭.中國農業(yè)科學院中國農業(yè)科學院, 博士學位論文博士學位論文, 2009 麥田播娘麥田播娘蒿對苯磺隆的抗性水平蒿對苯磺隆的抗性水平 1.2 麥田雜草麥田雜草抗藥性水平抗藥性水平 Wang

17、et al. (2011). Agricultural Sciences in China 河北麥田河北麥田薺菜對苯磺隆的抗性水平薺菜對苯磺隆的抗性水平 山東麥田采到抗苯磺山東麥田采到抗苯磺隆隆薺菜、薺菜、 麥麥瓶瓶草生物型（草生物型（相對抗性倍相對抗性倍 數(shù)數(shù)分別為分別為10.9、 20.4） 1.2 麥田雜草麥田雜草抗藥性水平抗藥性水平 有有研究在江蘇采集到研究在江蘇采集到4個抗苯磺隆牛繁縷種群，其個抗苯磺隆牛繁縷種群，其 相對抗性倍數(shù)高達相對抗性倍數(shù)高達203-565倍；在河南也發(fā)現(xiàn)了抗倍；在河南也發(fā)現(xiàn)了抗 苯磺隆的牛繁縷（相對抗性倍數(shù)苯磺隆的牛繁縷（相對抗性倍數(shù)292.5倍）。倍）。

18、牛繁牛繁縷縷 Myosoton aquaticum 豬殃殃豬殃殃 Galium aparine var. tenerum 在山東發(fā)現(xiàn)抗苯磺隆豬殃殃種群發(fā)生在山東發(fā)現(xiàn)抗苯磺隆豬殃殃種群發(fā)生 在在江蘇麥田江蘇麥田發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)抗氯氟吡氧乙酸豬殃殃抗氯氟吡氧乙酸豬殃殃種群種群 Liu et al. (2013) Pesticide Biochemistry and Physiology Liu et al. (2013) Weed Science Sun et al. (2011). Agricultural Sciences in China / 1.2 麥田雜

19、草麥田雜草抗藥性水平抗藥性水平 在在山東山東麥田麥田發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)抗抗苯苯磺磺隆麥家公種群隆麥家公種群。 江蘇發(fā)現(xiàn)了抗苯磺隆大巢菜種群。江蘇發(fā)現(xiàn)了抗苯磺隆大巢菜種群。 麥家公Lithospermum arvense 大巢菜 Vicia sativa / 1.2 麥田雜草麥田雜草抗藥性水平抗藥性水平 交互抗性交互抗性：是指一種抗性雜草生物型對兩種或多種作 用機理相同的除草劑表現(xiàn)抗藥性。 多抗性：多抗性：是指一種抗性雜草生物型對作用機理完全不同 的兩種或兩種以上除草劑表現(xiàn)抗藥性。 1.3麥田抗藥性雜草的交互抗性麥田抗藥性雜草的交互抗性 1.3麥田抗藥性雜草的交互

20、抗性麥田抗藥性雜草的交互抗性 精惡唑精惡唑 禾草靈禾草靈 高效氟高效氟 吡甲禾吡甲禾 靈靈 炔草酯炔草酯 精精喹喹 禾禾靈靈 烯草酮烯草酮烯禾啶烯禾啶 唑唑啉啉 草草酯酯 氰氰氟氟 草草酯酯 精吡精吡氟氟 禾草禾草靈靈 惡惡唑唑 酰酰草胺草胺 看麥娘看麥娘225 55 5 日本看麥日本看麥娘娘111 95 6 36 5 日本看麥日本看麥娘娘25 1600 10 2 日本看麥日本看麥娘娘3103 8 3 7 2 1 5 5 4 日本看麥日本看麥娘娘4176 97 22 日本看麥日本看麥娘娘5134 15 43 4 20 46 2 日本看麥日本看麥娘娘681 5 47 8 2 10 1 日本看麥日

21、本看麥娘娘793 2 44 2 20 40 1 日本看麥日本看麥娘娘896 1 65 22 49 6 菵菵草草1615 294 2 23 45 菵菵草草2565 19 3 46 菵菵草草3258 279 3 1 16 菵菵草草4445 1120 6 28 4 菵菵草草5237 74 5 15 2 菵菵草草653 13 81 13 5 42 61 26 20 44 菵菵草草749 7 28 8 1 5 36 14 19 52 菵菵草草830 7 33 6 2 6 20 6 8 23 硬草硬草70706 61 11 14 42 2 棒頭草棒頭草8 8269269199119911571574 42

22、 24 4364364 抗抗精噁唑禾草靈精噁唑禾草靈雜草種群對其他雜草種群對其他ACCase抑制劑類除草劑的相對抗性倍數(shù)抑制劑類除草劑的相對抗性倍數(shù) 抗抗甲基二磺隆甲基二磺隆看麥娘種群的交互抗性看麥娘種群的交互抗性 1.3 麥田抗藥性雜草的交互抗性麥田抗藥性雜草的交互抗性 ALSALS除草劑分組除草劑分組除草劑除草劑JTJY-1JHHZ-1 磺酰脲類（SU） 甲基二磺隆5.412.4 砜嘧磺隆4.94.8 甲磺隆3.44.2 煙嘧磺隆5.93.1 磺酰胺羰基三唑啉酮類（SCT） 氟唑磺隆16.66.8 咪唑啉酮類（IMI） 甲氧咪草煙10.61.6 甲咪唑煙酸6.31.8 三唑并嘧啶類（TP）

23、 啶磺草胺16.34.3 五氟磺草胺3.23.1 夏文文夏文文. 南京農業(yè)大學南京農業(yè)大學, 碩士學位論文碩士學位論文, 2015 1.3 麥田抗藥性雜草的交互抗性麥田抗藥性雜草的交互抗性 早熟禾對精噁唑禾草靈、高效早熟禾對精噁唑禾草靈、高效氟吡甲禾氟吡甲禾靈、靈、炔草酸、烯禾啶炔草酸、烯禾啶具有具有耐藥性耐藥性； 對對吡喃草酮、烯草酮敏感吡喃草酮、烯草酮敏感。 早熟早熟禾禾對對ACCase抑制劑除草劑的抑制劑除草劑的耐藥性耐藥性 王紅春王紅春. 南農大南農大, 博士學位論文博士學位論文, 2013 苯磺隆嘧草硫醚 咪唑乙煙酸 氯酯磺草胺甲氧磺草胺 雙氟磺草胺 HB-11 1 1 1 1 1

24、HB-21473 103 126 295 12 56 SSX-81 1 1 1 1 1 SSX-4425 648 0.3 559 16 99 SSX-91595 846 3 127 4 13 SSX-10546 773 4 30 19 27 抗抗苯磺隆播娘蒿苯磺隆播娘蒿種群對其他種群對其他ALS抑制劑除草劑的相對抗性倍數(shù)抑制劑除草劑的相對抗性倍數(shù) 1.3 麥田抗藥性雜草的交互抗性麥田抗藥性雜草的交互抗性 崔海蘭崔海蘭.中國農業(yè)科學院中國農業(yè)科學院, 博士學位論文博士學位論文, 2009 抗性種群精噁唑禾草靈啶磺草胺甲基二磺隆氟唑磺隆 AH-126152 2 5 JS-261576 7 20 J

25、S-325658 1 3 JS-3325814 5 2 SD-0423759 6 42 抗抗精噁精噁唑禾草靈唑禾草靈菵草菵草對對4種種ALS抑制劑除草劑的相對抗性倍數(shù)抑制劑除草劑的相對抗性倍數(shù) 1.4 麥田抗藥性雜草的多抗性麥田抗藥性雜草的多抗性 抗性種群甲基二磺隆精噁唑禾草靈炔草酯唑啉草酯 JTJY-15225555 抗甲基二磺隆抗甲基二磺隆看麥娘看麥娘對對3種種ACCase抑制劑除草劑的相對抗性倍數(shù)抑制劑除草劑的相對抗性倍數(shù) 甲基二磺隆精噁唑禾草靈 AH-159372 AH-167769 AH-1710845 AH-237010 抗甲基二磺隆抗甲基二磺隆日本日本看麥娘看麥娘種群對種群對AC

26、Case抑制劑抑制劑 除草劑精噁唑禾草靈的相對抗性倍數(shù)除草劑精噁唑禾草靈的相對抗性倍數(shù) 李凌緒李凌緒. 山東山東農業(yè)大學農業(yè)大學, 博士學位論文博士學位論文, 2014 畢亞玲畢亞玲. 山東山東農業(yè)大學農業(yè)大學, 博士學位論文博士學位論文, 2013 夏文文夏文文. 南京農業(yè)大學南京農業(yè)大學, 碩士學位論文碩士學位論文, 2015 二、麥田雜草抗藥性二、麥田雜草抗藥性機理機理 雜草抗藥性機理可分為兩大類：雜草抗藥性機理可分為兩大類： 靶標機理：靶標機理：靶標酶活性改變靶標酶活性改變 靶標酶基因過量表達靶標酶基因過量表達靶標酶基因突變。靶標酶基因突變。 非靶標機理：非靶標機理：非靶標抗性通非靶標

27、抗性通 過過1種或多種機制，減少除草種或多種機制，減少除草 劑與靶標位點接觸，進而形劑與靶標位點接觸，進而形 成明顯的抗性。例如減少除成明顯的抗性。例如減少除 草劑滲透進入植株體內、減草劑滲透進入植株體內、減 少少轉運和轉運和增強代謝解毒能力增強代謝解毒能力 等等。 Delye et al. (2013). Trends in Genetics 菵草抗性和敏感植株的菵草抗性和敏感植株的ACCase活性活性 2.1.1 2.1.1 靶標酶對靶標酶對除草劑除草劑敏感性下降敏感性下降 在我國麥田各種抗性雜草中都有發(fā)現(xiàn)。在我國麥田各種抗性雜草中都有發(fā)現(xiàn)。 2.12.1雜草抗藥性雜草抗藥性靶標酶靶標酶機

28、理機理 菵草抗性和敏感植株的菵草抗性和敏感植株的ACCase基因表達基因表達量量 2.1.2 2.1.2 靶標酶靶標酶基因表達量基因表達量上升上升 在菵草、日本看麥娘等抗性雜草的一些種群中確認。在菵草、日本看麥娘等抗性雜草的一些種群中確認。 2.12.1雜草抗藥性雜草抗藥性靶標酶靶標酶機理機理 在抗在抗精噁唑禾草靈精噁唑禾草靈菵草菵草中，中，ACCase基因基因6個位點個位點堿基堿基突突變變導致氨基序列變化：導致氨基序列變化： 1781：異亮氨酸：異亮氨酸亮氨酸亮氨酸 1999：色氨酸色氨酸亮氨酸亮氨酸 2027：蘇氨酸：蘇氨酸半胱氨酸半胱氨酸 2041：異亮氨酸異亮氨酸天冬酰胺天冬酰胺 20

29、78：天冬氨酸天冬氨酸甘氨酸甘氨酸 2096：甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸 在抗精噁唑禾草靈日本看麥娘中發(fā)現(xiàn)了在抗精噁唑禾草靈日本看麥娘中發(fā)現(xiàn)了8個位點個位點9種相關突變型：種相關突變型： 1734 (精氨酸精氨酸甘氨酸甘氨酸) 1738 (甲硫氨酸甲硫氨酸亮氨酸亮氨酸) 1739 (蘇氨酸蘇氨酸絲氨酸絲氨酸) 1781 (異亮氨酸異亮氨酸亮氨酸亮氨酸) 2027 (色氨酸色氨酸半胱氨酸半胱氨酸) 2041 (異亮氨酸異亮氨酸天冬酰胺天冬酰胺) 2078 (天冬氨酸天冬氨酸甘氨酸甘氨酸) 1999 (色氨酸色氨酸半胱氨酸半胱氨酸) 1999 (色氨酸色氨酸亮氨酸亮氨酸) 2.12.1雜草抗藥性雜草

30、抗藥性靶標酶靶標酶機理機理 2.1.3 靶標靶標酶酶基因突變基因突變 在在我國麥田各種抗性雜草我國麥田各種抗性雜草中幾乎都中幾乎都有發(fā)現(xiàn)。有發(fā)現(xiàn)。 在抗精噁唑禾草在抗精噁唑禾草靈看靈看麥娘中發(fā)現(xiàn)麥娘中發(fā)現(xiàn)了了ACCase1781位點位點突變：突變：異亮氨酸異亮氨酸亮亮 氨酸氨酸 早熟禾早熟禾 ACCase對對精精噁噁唑唑禾草禾草靈具有天然抗藥性，其基因靈具有天然抗藥性，其基因1781位點天然位點天然 存在抗性突變氨基酸類存在抗性突變氨基酸類型：型：異亮氨酸異亮氨酸亮氨酸亮氨酸 在抗精噁唑禾草靈硬草種群中發(fā)現(xiàn)在抗精噁唑禾草靈硬草種群中發(fā)現(xiàn)ACCase基因基因1999位色氨酸突變?yōu)榻z氨酸位色氨酸突

31、變?yōu)榻z氨酸 在在炔草炔草酯棒頭草種群中發(fā)現(xiàn)酯棒頭草種群中發(fā)現(xiàn)ACCase基因基因2041位異亮氨酸突變?yōu)樘於０肺划惲涟彼嵬蛔優(yōu)樘於０?2.12.1雜草抗藥性雜草抗藥性靶標酶靶標酶機理機理 u 抗甲基二磺隆日本看麥娘中發(fā)現(xiàn)抗甲基二磺隆日本看麥娘中發(fā)現(xiàn)ALS基因基因197位的脯氨酸突變?yōu)樘K氨酸位的脯氨酸突變?yōu)樘K氨酸 197位點位點突變突變: 脯氨酸脯氨酸蘇氨酸；蘇氨酸；574位點位點突變突變: 色氨酸色氨酸亮氨酸亮氨酸 u 抗甲基二磺隆看麥娘種群中發(fā)現(xiàn)兩種靶標酶（抗甲基二磺隆看麥娘種群中發(fā)現(xiàn)兩種靶標酶（ALS）突變型：）突變型： P197L：脯氨酸：脯氨酸亮氨酸亮氨酸 P197T：脯氨酸脯氨酸

32、蘇氨酸蘇氨酸 u 抗苯磺隆播娘蒿抗苯磺隆播娘蒿ALS基因基因197位氨基酸突變：位氨基酸突變： P197A：脯氨酸：脯氨酸丙氨酸丙氨酸 P197S：脯氨酸：脯氨酸絲氨酸絲氨酸 P197L：脯氨酸：脯氨酸亮氨酸亮氨酸 P197T：脯氨酸脯氨酸蘇氨酸蘇氨酸 P197A：脯氨酸：脯氨酸丙氨酸丙氨酸 P197S：脯氨酸：脯氨酸絲氨酸絲氨酸 u 抗苯磺隆抗苯磺隆薺菜薺菜ALS基因基因197位氨基酸突變：位氨基酸突變： u 抗苯磺抗苯磺隆牛繁隆牛繁縷縷ALS基因基因197位氨基酸突變：位氨基酸突變： P197L：脯氨酸：脯氨酸亮氨酸亮氨酸P197G：脯氨酸：脯氨酸甘氨酸、甘氨酸、P197S：脯氨酸：脯氨酸

33、絲氨酸、絲氨酸、 2.12.1雜草抗藥性雜草抗藥性靶標酶靶標酶機理機理 突變?yōu)楦拾彼嵬蛔優(yōu)楦拾彼幔簩LS抑制劑類的苯磺隆、雙氟磺草抑制劑類的苯磺隆、雙氟磺草胺、胺、雙氟磺草雙氟磺草胺、胺、 咪唑乙咪唑乙煙酸均煙酸均表現(xiàn)出明顯表現(xiàn)出明顯抗性抗性； 突變?yōu)榻z氨酸：突變?yōu)榻z氨酸：對對嘧草硫嘧草硫醚、醚、雙氟磺草雙氟磺草胺具有胺具有明顯的交互抗性，但對明顯的交互抗性，但對 咪唑乙煙酸咪唑乙煙酸敏感敏感。 牛繁縷牛繁縷ALS基因基因197位氨基酸突變：位氨基酸突變： 薺菜薺菜ALS基因基因197位氨基酸突變：位氨基酸突變： 突變突變?yōu)榻z氨酸：為絲氨酸：對對磺酰脲類除草劑（吡嘧磺隆、醚苯磺?。⑷虿?/p>

34、嘧磺酰脲類除草劑（吡嘧磺隆、醚苯磺?。?、三唑并嘧 啶類（五氟磺草胺、 啶類（五氟磺草胺、fl umetsulam）具有交互抗性，但對咪唑啉酮類）具有交互抗性，但對咪唑啉酮類 （咪唑乙煙酸）敏感性上升（咪唑乙煙酸）敏感性上升； 突變?yōu)榱涟彼幔和蛔優(yōu)榱涟彼幔簝H對磺僅對磺酰脲類除草劑酰脲類除草劑具有具有交互交互抗性抗性 2.12.1雜草抗藥性雜草抗藥性靶標酶靶標酶機理機理 在同一雜草對同一藥劑抗性中，不同在同一雜草對同一藥劑抗性中，不同氨基酸突變氨基酸突變導致的交互抗性不同！導致的交互抗性不同！ 抗精噁唑禾草靈日本看麥娘抗精噁唑禾草靈日本看麥娘ACCase氨基酸氨基酸1999位的色氨酸突變?yōu)榘腚装蔽?/p>

35、的色氨酸突變?yōu)榘腚装?酸可酸可導致對精噁唑禾草靈高抗性和對唑啉草酯低抗性，導致對精噁唑禾草靈高抗性和對唑啉草酯低抗性，但對但對炔草酯、高炔草酯、高 效氟吡甲禾靈、烯草酮、烯禾啶不產生抗性效氟吡甲禾靈、烯草酮、烯禾啶不產生抗性。 2.12.1雜草抗藥性雜草抗藥性靶標酶靶標酶機理機理 代謝增強導致的抗藥性（代謝抗性）是當前我國麥田雜草非靶標抗性研究代謝增強導致的抗藥性（代謝抗性）是當前我國麥田雜草非靶標抗性研究 中較為常見的結論。中較為常見的結論。 主要涉及：主要涉及： 1）添加細胞色素）添加細胞色素P450氧化酶抑制劑（氧化酶抑制劑（PBO和和ABT）后，抗性種群對精噁唑）后，抗性種群對精噁唑

36、禾草靈的抗性水平顯著下降：因而細胞色素禾草靈的抗性水平顯著下降：因而細胞色素P450參與代謝抗性。參與代謝抗性。 2）抗性種群植株體內的谷胱甘肽轉移酶（）抗性種群植株體內的谷胱甘肽轉移酶（GST）活性增強：因而）活性增強：因而GST可能可能 參與了代謝抗性。參與了代謝抗性。 2.2 2.2 雜草抗藥性代謝酶機理雜草抗藥性代謝酶機理 三、雜草抗藥性治理三、雜草抗藥性治理 u加強雜草加強雜草抗藥性監(jiān)測抗藥性監(jiān)測 u阻止抗性種子積累阻止抗性種子積累 u不同作用機理除草劑不同作用機理除草劑的輪用及混用的輪用及混用 u耕作栽培措施的利用耕作栽培措施的利用 u轉基因耐除草劑作物品種的利用轉基因耐除草劑作物

37、品種的利用 雜草的抗藥性治理策略主要包括雜草的抗藥性治理策略主要包括： 3.1 加強雜草抗藥性監(jiān)測加強雜草抗藥性監(jiān)測 試驗條件簡單，可大批進行，但周 期長，重復性差； 快速、成本低廉，但對種子的萌發(fā) 率與萌發(fā)勢有較高要求，否則影響 結果的可靠性 分析速度快、信息量大且準確度高， 但成本較高 對已明確作用靶標的除草劑，能準 確地檢測出抗藥性生物型，且能進 一步研究抗藥性機理，但某些靶標 酶的活性測定結果不穩(wěn)定 抗藥抗藥 性檢性檢 測方測方 法法 整株生物測定法整株生物測定法 種子生物測定法種子生物測定法 DNA或或RNA分析法分析法 酶活與代謝檢測法酶活與代謝檢測法 3.1.1 3.1.1 傳統(tǒng)

38、的抗藥性檢測方法傳統(tǒng)的抗藥性檢測方法 環(huán)介導恒溫擴增技術（loop-mediated isothermal amplification，LAMP）是2000 年由日本學者Notomi開發(fā)的一種新穎的恒溫核酸擴增技術； 與常規(guī)PCR相比，不需要模板的熱變性、溫度循環(huán)、電泳及紫外觀察等過程； 具有簡單、快速、靈敏度高、特異性強等特點； 十多年來，該技術已廣泛應用于各種病毒、細菌、寄生蟲等引起的疾病檢測、 食品化妝品安全檢查及進出口快速診斷中，得到了歐美國家的認同，在分子生物 學領域具有很大的應用價值。 3.1.2 3.1.2 抗藥性雜草快速檢測方法一：抗藥性雜草快速檢測方法一：LAMPLAMP技術

39、簡介技術簡介 LAMP的技術特點：的技術特點：是針對靶基因的6個不同的局域，基于靶基因3端的F3c、 F2c和F1c區(qū)以及5端的B1、B2和B3區(qū)等6個不同的位點設計4種特異性引物，利 用一種鏈置換DNA聚合酶（Bst）在恒溫條件（6065）保溫幾十分鐘，即可完 成核酸擴增反應。 LAMP技術的可行性：技術的可行性：本研究室本研究室已在檢測小麥田雜草對ACCase 抑制劑的靶標抗性中進行突變位點定性。 （下圖為LAMP技術檢測的顯色結果） CK：清水對照，確保未被污染 S：敏感生物型不顯色 R：發(fā)生靶標基因突變的抗性生 物型，顯色 LAMP技術能夠快速地檢測出發(fā)生特定位點的靶標酶基因突 變，直接通過目測顯色結果確定抗藥性生物型，但也存在兩 點局限性：一是確定抗藥性生物型后還需生物測定的方法來 確定其抗藥性水平；二是引物具有特異性，不能檢測到之前 基因序列分析未發(fā)現(xiàn)的靶標突變。 LAMP技術的局限性 3.1.3 抗藥性雜草快速檢測方法二：抗藥性雜草快速檢測方法二： dCAPS技術簡介技術簡介 dCAPS (der