北方部分冬麦区杂草猪殃殃对苯磺隆的抗药性研究

本研究以北方部分冬麦区麦田恶性杂草猪殃殃为研究对象,采样遍及晋、冀、鲁、豫、苏、皖、陕等7省冬小麦产区,14个麦田潜在抗药性生物型和14个敏感生物型,共计28个。 本研究构建了检测猪殃殃对苯磺隆抗性的定性方法,单剂量甄别法。该法结合皿内抗性水平测定,可实现大批量供试猪殃殃对苯磺隆的抗性的快速检测,对监测我国麦田恶性杂草猪殃殃对苯磺隆的抗性和指导科学合理用药有着重要的现实意义。 为进一步明确北方部分冬麦区杂草猪殃殃对苯磺隆的抗性现状,运用单剂量甄别法,结合皿内抗性水平测定和温室盆栽法,完成了对所有供试共计28个生物型的测定工作。 在此基础之上,选择抗性相对较强的生物型,通过研究其离体和活体条件下靶标酶(ALS)、主要代谢酶(P450s、GSTs)、主要保护酶(SOD、POD)的变化,探讨猪殃殃对苯磺隆抗性的酶学机制。 为制定合理的抗性治理措施及科学合理用药,本研究中亦探讨了较高抗药性生物型猪殃殃对噻吩磺隆、苄嘧磺隆、氯氟吡氧乙酸、异丙隆、2,4-D丁酯的交互抗性。 研究结果如下: 一、猪殃殃对苯磺隆抗性的单剂量甄别法 1、确定甄别剂量为85μg a.i./mL。在甄别剂量下,猪殃殃不同生物型萌发率存在显著性差异,可以较好区分猪殃殃抗、感生物型。 2、在甄别剂量下,猪殃殃敏感生物型萌发率分别为0～27.6%;对麦田生物型,除山东泰安、河北石家庄、山西太原、陕西周至的萌发率低于20%外,其他麦田生物型均≥20%,且与当地敏感生物型均存在显著性差异。初步判断山东泰安、河北石家庄、山西太原、陕西周至麦田猪殃殃生物型为敏感种群,而其他地区的麦田生物型均存在不同程度的抗药性。 二、猪殃殃对苯磺隆的抗性水平测定 1、温室盆栽法结果表明,除石家庄(1.2)、太原(1.1)、泰安(1.1)、周至(0.9)等地区麦田猪殃殃对苯磺隆仍处于敏感状态外,其他地区均产生了不同程度的抗药性,抗性倍数在1.6～4.3之间。河南省的抗药性相对较高;安徽和江苏2省的抗药性仅次于河南省;山东省采集点的抗性倍数在2左右;陕西省的抗药性较低,宝鸡、华县两地的抗性倍数分别为1.7、1.6;采自河北、山西2省的猪殃殃均处于敏感状态。 2、皿内抗性水平测定结果表明,除石家庄(1.0)、太原(1.0)、周至(1.0)、泰安(1.0)等地区麦田猪殃殃对苯磺隆仍处于敏感状态外,其他地区均产生了不同程度的抗药性,除河南周口(2.2)、河南许昌(2.2)、山东枣庄(2.1)等地的抗性倍数≥2外,其他均<2,在1.5～1.9之间。采自河北、山西2省的猪殃殃处于敏感状态。培养皿法的结果与温室盆栽法是一致的。 三、猪殃殃对苯磺隆的抗药性机制 1、离体条件下,R、S生物型猪殃殃ALS对苯磺隆的敏感性不存在差异。抗性原因不是ALS敏感性下降。ALS酶促反应动力学研究表明,R、S生物型ALS的Vmax、Km均不存在明显差异,表明R、S生物型ALS不存在差别。 2、活体条件下,苯磺隆茎叶喷雾处理后,S生物型ALS活力受到抑制,而R生物型ALS仍保持较高活力,这是猪殃殃对苯磺隆抗性的重要原因。R生物型ALS保持较高活力的原因可能是靶标酶的过量表达。 3、喷药后,R生物型GSTs活力整体上明显高于S生物型。GSTs活力与猪殃殃对苯磺隆的抗药性相关,表明GSTs对苯磺隆代谢能力的差异是猪殃殃对苯磺隆产生抗药性的另一个重要原因。 4、苯磺隆处理后,R、S生物型POD及SOD活力不存在显著差异。抗性与POD、SOD无关。 四、苯磺隆抗性生物型猪殃殃的交互抗性测定 交互抗性测定结果表明,较高抗性生物型猪殃殃对2,4-D丁酯存在一定的交互抗性,抗性倍数为2.5,而对噻吩磺隆、苄嘧磺隆、氯氟吡氧乙酸、异丙隆等仍处于敏感状态。