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日本看麦娘(Alopecurus japonicus)是我国小麦田恶性禾本科杂草之一,严重影响小麦产量。在过去十几年中,主要使用乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)抑制剂类除草剂进行防除。然而,随着日本看麦娘等麦田禾本科杂草对其抗药性越来越严重,近年来啶磺草胺(pyroxsulam)等乙酰乳酸合酶(ALS)抑制剂类除草剂被用来替代ACCase抑制剂防除小麦田禾本科杂草。但由于其作用位点单一,部分地区已发现啶磺草胺在田间推荐剂量下对日本看麦娘的防除效果下降。为了明确麦田日本看麦娘对啶磺草胺的抗药性水平及抗药性机理,本研究以采自江苏、安徽两省的9个日本看麦娘种群为试验材料,测定其对啶磺草胺的敏感性,以及抗啶磺草胺日本看麦娘种群的交互抗性和多抗性;通过对靶标酶活性、靶标酶基因序列、靶标酶基因表达量的研究,明确靶标酶抗性机理;通过对主要代谢酶细胞色素P450氧化酶系(Cyt P450s)和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)的研究,明确代谢酶在抗性机理中发挥的作用;利用等效线法筛选了防除麦田抗啶磺草胺日本看麦娘的复配剂配方配比,并对此复配剂对麦田部分常见杂草的室内毒力进行测定。本研究结果如下:采用整株生物测定法测定9个日本看麦娘种群对啶磺草胺敏感性。结果表明:采自安徽天长的日本看麦娘种群ACTC-1的ED50值为92.77ga.i.·ha-1,远高于啶磺草胺的田间推荐剂量10-16ga.i.·ha-1,其相对于敏感种群JNXW-1的抗性倍数为57.98倍,表明ACTC-1对啶磺草胺产生了高水平抗药性。JLGY-1和JNJP-1的相对抗性分别为2.53和2.73倍,出现了轻微的敏感性下降,其余日本看麦娘种群仍处于敏感水平。抗啶磺草胺日本看麦娘种群ACTC-1存在交互抗性和多抗性,对六类ALS抑制剂类除草剂、两类ACCase抑制剂类除草剂和一类光系统Ⅱ(PS Ⅱ)抑制剂类除草剂均产生了不同程度的抗药性,包括五氟磺草胺(penoxsulam)、甲基二磺隆(mesosulfuron-methyl)、砜嘧磺隆(rimsulfuron)、烟嘧磺隆(nicosulfuron)和磺酰磺隆(sulfosulfuron)、甲咪唑烟酸(imazapic)、嘧啶肟草醚(Pyribenzoxim)、氟唑磺隆(flucarbazone)、丙酯草醚(pyribambenz-propyl)、精噁唑禾草灵(fenoxaprop-P-ethy)、炔草酯(clodinafop-propargyl)、唑啉草酯(pinoxaden)、异丙隆(isoproturon)。而对烯草酮(clethodim)和扑草净(prometryn)表现为敏感性下降,其相对抗性倍数分别为3.32和2.65倍,对酰胺类除草剂乙草胺(acetochlor)和氟噻草胺(flufenacet)依旧敏感。对日本看麦娘ALS活性研究发现:在无啶磺草胺处理时,抗性种群ACTC-1的ALS比活力较高,为敏感种群JNXW-1的2倍。且ACTC-1的ALS对啶磺草胺敏感性下降,啶磺草胺抑制其活性50%的药剂浓度(IC50)为600.14μmol/L,而对JNXW-1的IC50为11.50 μmol/L,相对抗性倍数达52.17。采用PCR方法扩增了编码日本看麦娘ALS的基因DNA序列,其长度为1822bp,接近全长,该片段没有内含子,编码607个氨基酸残基。ACTC-1与JNXW-1的ALS基因序列比对发现,ACTC-1ALS的第376位天冬氨酸(GAT)突变为谷氨酸(GAG),这一突变可能是导致ACTC-1对啶磺草胺产生抗药性的靶标酶机理之一。此外,对ACTC-1和JNXW-1 ACCase CT区的基因序列比对发现,ACTC-1 ACCase的第2041位异亮氨酸突变为天冬酰胺,这可能是ACTC-1对ACCase抑制剂类除草剂产生多抗性的原因。采用荧光定量PCR技术测定ALS基因表达量的变化,结果显示:在啶磺草胺处理后5 d和7 d,ACTC-1的ALS基因表达量出现诱导性升高,比JNXW-1高3倍以上。采用整株生物测定法测定了 Cyt P450s抑制剂胡椒基丁醚(PBO)、马拉硫磷(malathion)对啶磺草胺的协同作用,结果显示PBO和马拉硫磷均可显著提高啶磺草胺对ACTC-1的抑制作用,表明日本看麦娘对啶磺草胺存在代谢抗性。代谢酶含量及活性动态变化研究结果显示:在药后4-12d,ACTC-1的细胞色素b5含量开始升高,且显著高于JNXW-1;在用药前后,ACTC-1的NADPH-P450还原酶活性均高于JNXW-1,用药后,ACTC-1的NADPH-P450还原酶活性升高,其上升幅度大于JNXW-1;用药后开始至13 d,ACTC-1的GST活性呈上升趋势,在药后2 d至13 dACTC-1的GST活性显著高于JNXW-1。综上所述,ACTC-1对啶磺草胺的抗药性机理包括靶标酶抗性和代谢酶抗性两方面。为了能够有效防除抗啶磺草胺日本看麦娘,本研究在比较17种单剂对ACTC-1室内活性的基础上,采用等效线法评价了土壤处理剂乙草胺与氟噻草胺复配的配方配比筛选,发现其最佳配比为2:1。对其进行室内生物活性测定,结果表明乙草胺与氟噻草胺复配剂量为80+40 g a.i.·ha-1时,对麦田其他主要杂草菵草(Beckmannia syzigachne)、看麦娘(Alopecurus aequalis)、猪殃殃(Galium aparine)均具有很好的抑制效果。对小麦安全性研究表明,此复配剂对小麦安全。