播娘蒿对苯磺隆的代谢抗性机理研究

【作者】 邓维； 司冲； 杨倩； 梅宇； 焦洪涛； 郑明奇；

【机构】 中国农业大学理学院应化系；

【摘要】 播娘蒿(Descurainia sophia L.)是十字花科一年生或越年生、严重危害小麦种植的杂草,广泛分布于我国河南、河北、山东、山西、陕西等小麦种植地区。我国自1988年开始应用苯磺隆(tribenuron-methyl)防治麦田中的播娘蒿等阔叶型杂草。目前,我国麦田中的播娘蒿已对苯磺隆产生了严重抗药性。大量研究结果表明,播娘蒿对苯磺隆的抗药性机理主要是苯磺隆的作用靶标乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase,ALS)的基因突变所致;但代谢酶活性提高等非靶标作用机理也是杂草对苯磺隆产生抗性的重要机理。本研究以采自山东省的敏感(SD08)和河南省的抗性(HN11)播娘蒿品系为试材,利用P450抑制剂(马拉硫磷)生物测定方法、分子生物学技术和高效液相色谱(HPLC)法,对播娘蒿的抗性水平、马拉硫磷的增效水平、ALS基因突变和苯磺隆代谢等进行了深入研究,研究结果如下。①盆栽法测定结果表明,相对于敏感(SD08)品系,抗性(HN11)播娘蒿对苯磺隆的抗性倍数为119倍,表明HN11品系对苯磺隆产生极高抗性水平。②ALS基因序列测定结果表明,SD08和HN11品系的ALS基因中与ALS酶抑制剂抗性密切相关的氨基酸位点(Ala122、Pro197、A1a205、Asp376、Arg377、Trp574和Ser653、Gly654)均未发生突变;这表明HN11品系对苯磺隆的抗性与ALS靶标位点突变无关。③马拉硫磷单独使用时,对SD08(300 g a.i./hm2)和HN11(720 g a.i./hm2)播娘蒿的生长无明显影响;马拉硫磷与苯磺隆混用时(喷施马拉硫磷60 min后,喷施苯磺隆),HN11品系对苯磺隆的抗性水平从119倍下降至32倍。这表明,HN11品系对苯磺隆的抗性可能与P450酶系的代谢相关。④利用高效液相色谱法检测苯磺隆使用后第0 d、1d、3d、5d、9d敏感和抗性品系中的残留量。结果表明,在施药后的第0 d、1d、3d、5d,SD08和HN11品系中苯磺隆的残留量无显著差异;第9d时,HN11(62.7%)品系中苯磺隆残留量显著低于SD08品系(73.1%)。以上结果表明,HN11播娘蒿品系对苯磺隆的抗性机理与ALS基因突变无关,而与P450等代谢酶对苯磺隆的代谢作用有密切关系。更多还原