论文部分内容阅读
节节麦(Aegilops tauschii Coss.)属禾本科、山羊草属,一年生或越年生杂草,由于其繁殖迅速、易于传播、适应性强,对我国冬小麦的产量和品质造成严重影响,并且节节麦作为与小麦遗传背景极为相近的一种禾本科杂草,其对大多数除草剂都有较强的耐药性,药剂选择性差,化学防治困难。目前,生产上主要用甲基二磺隆防治节节麦,但由于长期单一使用,甲基二磺隆对节节麦防治效果越来越差。本论文以山东、河南两地节节麦为研究对象,测定了不同节节麦种群对甲基二磺隆的抗性水平,从靶标抗性和代谢(非靶标)抗性方面研究了节节麦对甲基二磺隆的抗性机制,并且通过室内生物测定明确了节节麦对甲基二磺隆、异丙隆等11种除草剂的敏感性,探究了不同助剂对甲基二磺隆、异丙隆的增效作用及其最适配比,主要研究结果如下:1.在整株水平上,首先通过单剂量法(15.7g a.i./hm~2)鉴定了45个节节麦种群对甲基二磺隆的敏感性,其中敏感种群5个(17-SD-05、18-HN-24等),其余40个种群(18-HN-01、18-HN-03等)对甲基二磺隆都产生一定程度的抗性。采用整株-剂量响应法对15个种群进行了甲基二磺隆抗性水平测定。结果表明,15个种群对甲基二磺隆均产生了不同程度抗性,与敏感种群17-SD-40比较,抗性倍数在2.6-9.1倍之间,其中,17-HN-04种群对甲基二磺隆的抗性水平最高。2.选取4个代表性抗性种群与敏感种群进行了ALS基因序列比对,研究表明,4个节节麦抗性种群均未发现可导致杂草抗药性的ALS特定位点氨基酸突变;继而进行了靶标酶ALS离体活性测定,结果显示,抗性水平最高的17-HN-04种群与敏感种群ALS活性没有显著差异。说明所测定的抗性种群不存在靶标突变引起的抗性。3.节节麦对甲基二磺隆的代谢抗性研究表明,17-HN-04种群具有更高的GSTs酶活性,其GSTs酶活力最高为同期对照的1.62倍,而敏感性种群17-SD-40的GSTs活性最高为同期对照的1.28倍,另外,GSTs抑制剂(NBD-Cl)预处理可显著增加17-HN-04种群对甲基二磺隆的敏感性,甲基二磺隆对节节麦植株的GR50较之药剂单独使用下降了25.78%。P450s活性测定表明,P450s抑制剂马拉硫磷可以增强节节麦对甲基二磺隆敏感性,施加马拉硫磷后17-HN-04抗性种群GR50下降了37.92%,17-SD-40敏感种群的GR50下降了20.12%,表明17-HN-04种群存在较高的P450s代谢活性。4.通过LC-MS/MS测定了抗性和敏感节节麦种群对甲基二磺隆吸收与代谢差异。检测结果表明,两个种群对甲基二磺隆的吸收量无明显差异,甲基二磺隆在17-HN-04抗性种群中的代谢率远高于17-SD-40敏感种群,并且加入马拉硫磷后,17-HN-04抗性种群的代谢速率在第1、2d分别降低了35.84%、32.47%。以上结果表明,P450s、GSTs介导的节节麦对甲基二磺隆代谢增强是17-HN-04种群产生抗性的重要原因之一。5.通过室内盆栽法评价节节麦对11种除草剂的敏感性,结果表明仅甲基二磺隆、异丙隆在供试剂量下对节节麦有较高活性,田间推荐剂量下两种药剂对各节节麦种群的鲜重抑制率分别为65.83%-78.03%、69.18%-87.27%,炔草酯等其它9种除草剂对节节麦敏感性较低或防治几乎无效。表明除异丙隆外,目前尚未有更好的替代甲基二磺隆的药剂。6.进一步研究了节节麦不同叶龄对甲基二磺隆、异丙隆的敏感性。结果表明,在节节麦4叶期施药较之2-3叶期施药,甲基二磺隆(15g a.i./hm~2)对节节麦的鲜重抑制率下降了30.81%,异丙隆(1300g a.i./hm~2)对节节麦的鲜重抑制率下降了43.92%。7.为筛选对甲基二磺隆和异丙隆具有增效作用的助剂,本研究分析比较15种不同助剂对甲基二磺隆、异丙隆的增效作用,并且明确其最适配比。研究结果表明,对甲基二磺隆具有显著增效作用的助剂为乙基和甲基酯植物油、有机硅408,其最适用量分别为喷液量的0.5%和0.1%(体积比),两种助剂分别增效15.21%和26.52%;对异丙隆有显著增效作用的助剂为异十三醇聚氧乙烯醚、聚醚改性七甲基三硅氧烷、乙基和甲基酯植物油三种助剂,其最适用量分别为喷液量的0.1%、0.05%和0.25%(体积比),三种助剂分别增效26.24%、21.8%、25.99%。8.田间试验结果表明,药后40d,甲基二磺隆、异丙隆添加助剂后对节节麦的防效都有明显提高,其中乙基和甲基酯植物油助剂对两种药剂的增效作用都较高,其鲜重防效分别增加15.1%-18.9%、24.6%-27.5%。综上所述,本研究明确了河南、山东部分地区麦田节节麦种群对甲基二磺隆的抗性水平;揭示了抗性种群17-HN-04对甲基二磺隆的抗性与靶标ALS无明显关联,其对甲基二磺隆的抗性机制包含代谢酶GSTs,P450s的共同作用。本研究评价了节节麦对不同除草剂的敏感性,以及不同助剂对甲基二磺隆、异丙隆的增效作用,并明确了施药适期,为小麦田节节麦的有效防治提供了科学依据。