河南省多花黑麦草对ACCase和ALS抑制剂的抗性及其靶标基因突变分析

为明确河南省部分地区的多花黑麦草Lolium multiflorum种群对乙酰辅酶A羧化酶（acetylCoA carboxylase,ACCase）和乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase,ALS）抑制剂类除草剂的抗性水平和抗性机理,采用整株生物测定法测定采自新乡市和驻马店市的多花黑麦草种群对ACCase抑制剂类除草剂精噁唑禾草灵、炔草酯、唑啉草酯和ALS抑制剂类除草剂甲基二磺隆、氟唑磺隆、啶磺草胺的抗性水平,并对多花黑麦草ACCase和ALS靶标酶编码基因进行克隆及氨基酸序列比对,分析其靶标抗性机理。结果显示,与多花黑麦草敏感种群HNXX01相比,HNZMD04和HNXX05种群对6种除草剂均产生了抗性,HNZMD04种群对精噁唑禾草灵和啶磺草胺的相对抗性倍数分别为44.65和40.31,对炔草酯和氟唑磺隆的相对抗性倍数分别为11.91和11.93;HNXX05种群对精噁唑禾草灵和氟唑磺隆的相对抗性倍数分别为27.70和25.67。HNZMD04和HNXX05抗性种群的ACCase基因均发生了D2078G突变,2个种群的突变率分别为55%和70%;HNZMD04...     

吡草醚室内除草生物活性测定及对小麦安全性评价

为探讨原卟啉原氧化酶抑制剂类除草剂—吡草醚防除小麦田阔叶杂草的生物活性及其对小麦的安全性,采用室内生物活性测定法研究了吡草醚对我国北方小麦田常见5种阔叶杂草的除草活性及对3个小麦品种的安全性。结果表明:吡草醚对播娘蒿Descurainia sophia、荠菜Capsella bursa-pastoris和麦瓶草Silene conoidea的防效好,GR_(90)值分别为3.66、4.21、2.57 g(a.i.)/hm~2,对猪殃殃Galium aparine、麦家公Lithospermum arvense的防效略差,GR_(90)值分别为11.41、17.39 g(a.i.)/hm~2,其活性是苯磺隆的2.27~9.07倍;吡草醚对抗苯磺隆荠菜有一定的控制作用,GR_(90)值为47.55 g(a.i.)/hm~2。该药剂对小麦安全性好,当剂量为384、192 g(a.i.)/hm~2时,小麦出现轻微触杀性药害;济麦22、良星66和矮抗58对吡草醚的耐药性分别为对苯磺隆的2.00、2.41和1.18倍。吡草醚在供试3个小麦品种与5种杂草之间的选择性指数在22.80~309.73之间,优于苯磺隆。表明吡草醚茎叶喷雾处理对温室盆栽阔叶杂草具有速效性好、活性高、选择性强等优点,是具有开发前景的一种麦田除草剂。     

小麦田精噁唑禾草灵抗性杂草的田间监测与防控

田间监测试验表明,69g/L精噁唑禾草灵EW在小麦田疑似抗性杂草种群试验区对看麦娘、野燕麦、菵草等一年生禾本科杂草防效较差,综合株防效只有58.21%,综合鲜重防效也只有67.67%;69g/L精噁唑禾草灵EW在小麦田敏感杂草种群试验区对看麦娘、野燕麦、菵草等一年生禾本科杂草防效较好,综合株防效87.61%,综合鲜重防效88.48%。表明多年使用精噁唑禾草灵的小麦田看麦娘、野燕麦、菵草等种群均已对精噁唑禾草灵产生了抗药性。     

抗精噁唑禾草灵的日本看麦娘ACCase基因突变

为明确日本看麦娘抗性种群对精噁唑禾草灵的抗性水平及抗性产生的分子机制,采用整株水平测定法测定了日本看麦娘对精噁唑禾草灵的抗性水平,扩增和比对了日本看麦娘抗性和敏感种群间乙酰辅酶A羧化酶(acetyl-Co A carboxylase,ACCase)基因的差异。结果显示,与敏感种群AH-7相比,抗性种群AH-25对精噁唑禾草灵的抗性倍数为33.82;AH-25种群ACCase基因CT区域2 078位氨基酸发生了突变,由天冬氨酸GAT突变为甘氨酸GGT;AH-25种群对炔草酯、烯草酮和烯禾啶产生了高水平的抗性,抗性倍数分别为35.66、38.64和29.14,对高效氟吡甲禾灵产生了低水平的抗性,抗性倍数为3.04,对精喹禾灵和唑啉草酯较敏感。表明ACCase基因2 078位氨基酸的突变可能是导致精噁唑禾草灵产生高水平抗性的重要原因。     

抗精噁唑禾草灵和甲基二磺隆看麦娘ACCase和ALS基因突变

为明确看麦娘Alopecurus aequalis抗性种群YL的靶标抗性机制,采用基因克隆法对看麦娘抗性和敏感种群间乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)和乙酰乳酸合成酶(ALS)基因序列进行扩增、克隆和测序,比对二者ACCase和ALS基因序列的差异,探寻其产生抗药性突变的基因位点,同时测定该突变型抗性种群YL对不同ACCase和ALS抑制剂类除草剂的交互抗性。结果显示,与看麦娘敏感种群TL相比,抗性种群YL的ACCase基因CT区域第2 041位氨基酸由异亮氨酸(ATT)突变为天冬酰胺酸(AAT),ALS基因Domain A区域第197位氨基酸由脯氨酸(CCC)突变为精氨酸(CGC)。看麦娘抗性种群YL对ACCase抑制剂炔草酯产生了高水平抗性,抗性倍数为43.96,对高效氟吡甲禾灵和精喹禾灵产生了中等水平抗性,抗性倍数分别为18.33和15.87,对唑啉草酯、烯草酮和烯禾啶较敏感;对ALS抑制剂氟唑磺隆产生了低水平抗性,抗性倍数为8.39,对啶磺草胺和咪唑乙烟酸较敏感。表明ACCase基因第2 041位和ALS基因第197位氨基酸突变是导致看麦娘抗性种群YL对精噁唑禾草灵和甲基二磺隆同时产生抗性的重要原因之一。     

除草剂对小麦田雀麦的生物活性测定

为筛选防除雀麦Bromus japonicus的高效除草剂,采用室内生物测定法研究了13种除草剂对雀麦的除草活性及5种除草剂的田间药效试验。结果表明,在田间推荐剂量的低剂量下,氟唑磺隆、啶磺草胺、氟噻草胺、甲基二磺隆、异丙隆、磺酰磺隆、丙苯磺隆7种除草剂对雀麦具有很高的防除效果,21 d鲜重抑制率分别为88.30%、86.32%、83.97%、78.47%、76.76%、72.83%、71.39%,高剂量下的21 d鲜重抑制率达98.57%、95.36%、91.58%、91.46%、89.47%、82.48%、82.20%;其中氟唑磺隆各剂量下的防效较其它除草剂高。而嘧啶肟草醚、苯唑草酮、炔草酯、吡氟酰草胺、唑啉草酯、精噁唑禾草灵6种除草剂对雀麦防效较差。氟唑磺隆、啶磺草胺、氟噻草胺、甲基二磺隆、异丙隆5种除草剂的田间药效试验表明,氟唑磺隆对雀麦防效最高,高剂量下20 d株防效达85.04%,药后40 d株防效和鲜重防效分别达83.94%和84.17%,未见小麦有明显药害症状,建议田间推荐用量为21.00~42.00 g(a.i.)/hm~2。表明雀麦对不同除草剂的敏感性存在差异,在供试的13种除草剂中氟唑磺隆对雀麦防效最高,较为安全,为防除雀麦的理想除草剂。     

7种茎叶处理除草剂对野燕麦的生物活性评价

采用温室盆栽整株测定法,开展炔草酯、唑啉草酯、精噁唑禾草灵、甲基二磺隆、氟唑磺隆、啶磺草胺、异丙隆7种茎叶处理除草剂对野燕麦的除草活性评价。结果表明:15%炔草酯WP和5%唑啉草酯EC对野燕麦活性极高,ED_(90)分别为12.58和21.92 g/hm~2(有效成分,下同),约为各自推荐剂量的1/4和1/2,可作为生产中防除野燕麦的首选药剂; 69 g/L精噁唑禾草灵SC和30 g/L甲基二磺隆OD对野燕麦具有较好的防效,ED_(90)分别为47.59和14.76 g/hm~2,与各自推荐剂量相当,是生产中防除野燕麦的有效药剂; 70%氟唑磺隆WG和4%啶磺草胺OD对野燕麦活性一般,ED_(90)分别为63.03和28.36 g/hm~2,约为各自推荐剂量的2倍,可作为生产中防除野燕麦的备选药剂; 50%异丙隆WP对野燕麦活性较差,ED_(90)为7 610.39 g/hm~2,约为推荐剂量的7倍,不适合用于防除4～5叶期的野燕麦。     

稻麦连作田菵草化学防除技术研究

为延缓麦田菵草对精噁唑禾草灵抗性的形成,延长精噁唑禾草灵防除菵草的使用寿命,生产上可选择异丙隆、丁草胺、乙草胺进行土壤处理,或用甲基二磺隆取代精噁唑禾草灵进行茎叶处理,以控制麦田茼草危害.     

河南省麦田荠菜对苯磺隆的抗性及其交互抗性

为明确河南省荠菜Capsella bursa-pastoris种群对苯磺隆的抗性水平及其可能存在的抗性机理,应用整株法测定了采自驻马店及南阳等6个荠菜发生严重市的10个荠菜种群对苯磺隆的抗性,扩增和比对了荠菜苯磺隆抗性种群及敏感种群之间靶标酶乙酰乳酸合成酶基因ALS的差异,并使用单剂量法测定了以上种群对双氟磺草胺、啶磺草胺及氟唑磺隆等ALS抑制剂类除草剂的交互抗性。结果表明,驻马店市的汝南县冯湾村(ZMD-1)及平舆县五里路村(ZMD-3)荠菜种群对苯磺隆的抗性倍数分别为3.1和2.5,表现出低水平抗性;驻马店市汝南县赖楼村(ZMD-2)和周口市川汇区文庄村(ZK-1)荠菜种群对苯磺隆的抗性倍数分别为21.7和57.8,表现出高水平抗性;南阳市唐河县上屯村(NY-2)荠菜种群对苯磺隆的抗性倍数为116.5,表现出极高水平抗性,其它种群对苯磺隆仍然较敏感。NY-2、ZMD-2和ZK-1种群的ALS基因第197位氨基酸由脯氨酸(CCT)分别突变为丝氨酸(TCT)、丙氨酸(GCT)和亮氨酸(CTT),其它种群中均未发现有突变产生;这3个种群在氟唑磺隆推荐剂量处理下,死亡率仅为18.9%、23.3%和11.1%,说明已对氟唑磺隆产生了较高水平的交互抗性,其中NY-2种群对双氟磺草胺和啶磺草胺产生了低水平交互抗性,推荐剂量下死亡率分别为82.2%和83.1%。表明ALS基因突变很可能是导致荠菜种群对苯磺隆等ALS抑制剂类除草剂产生抗性的重要原因。     

吡氟酰草胺除草活性及对小麦安全性测定

为明确吡氟酰草胺对我国黄淮海区域小麦田常见杂草的生物活性和对小麦的安全性,采用盆栽法测定了吡氟酰草胺在杂草苗前土壤处理和苗后早期茎叶处理2种施药方式下对小麦田常见17种杂草的除草活性及对济麦22、良星66和矮抗58三个小麦品种的安全性。结果表明:吡氟酰草胺在杂草苗前土壤处理和苗后早期茎叶处理中杀草谱基本一致,对阔叶杂草播娘蒿、荠菜和禾本科杂草早熟禾、碱茅、菵草、蜡烛草、棒头草和看麦娘8种杂草的防除效果好,土壤处理GR_(50)在15.96~75.95 g(a.i.)/hm~2之间,GR_(90)在65.27~253.83 g(a.i.)/hm~2之间,茎叶处理GR_(50)在10.47~89.15 g(a.i.)/hm~2之间,GR_(90)在90.20~429.37 g(a.i.)/hm~2之间;对猪殃殃、麦家公、麦瓶草和大穗看麦娘4种杂草防除效果略差,GR_(90)在577.98~2 486.76 g(a.i.)/hm~2之间;对节节麦、硬草、野燕麦、多花黑麦草和雀麦5种杂草的防除效果差或无效。该药对小麦安全性好,土壤处理和茎叶处理中,3个小麦品种在试验剂量下均生长正常,GR_(10)均大于3 200 g(a.i.)/hm~2,在小麦和播娘蒿等8种杂草之间的选择性指数均远远大于5.54。     

高粱田主要杂草对HPPD抑制剂类除草剂喹草酮的抗性

为明确高粱田主要杂草对HPPD抑制剂类除草剂喹草酮的抗性,采用整株生物测定法测定马唐Digitaria sanguinalis、稗Echinochloa crusgalli、狗尾草Setaria viridis、野稷Panicum miliaceum、反枝苋Amaranthus retroflexus和藜Chenbopodium alum六种主要杂草的敏感种群对喹草酮的敏感基线,同时测定全国不同生态区高粱田中这6种杂草对喹草酮的抗性水平。结果显示,喹草酮对野稷、稗、反枝苋和藜的防除效果较好,GR₅₀介于12.76～32.72 g (a.i.)/hm²之间,GR₉₀介于68.04～193.54 g (a.i.)/hm²之间,对马唐的防除效果略低,GR₅₀介于44.23～56.19 g (a.i.)/hm²之间,GR₉₀介于472.26～849.24g(a.i.)/hm²之间。采自全国不同生态区高粱田的马唐、稗、狗尾...     

野燕麦对精噁唑禾草灵、炔草酯敏感性差异测定

为明确不同野燕麦种群对精噁唑禾草灵和炔草酯的敏感性水平,采用整株生物测定与种子生物测定分别检测了河南、湖北、江苏三省共11个野燕麦种群对精噁唑禾草灵和炔草酯的敏感性。结果表明,2种测定方法获得的野燕麦种群对2种除草剂的敏感性基本一致。整株生物测定结果显示,不同野燕麦种群对精噁唑禾草灵和炔草酸的敏感性存在显著差异,其中,金水闸野燕麦种群对精噁唑禾草灵和炔草酯敏感性最高,其GR50值（有效成分）分别为2.46、3.65 g/hm2,而辉县野燕麦种群对精噁唑禾草灵和炔草酯敏感性最低,GR50值（有效成分）分别为15.00、23.12 g/hm2,其余野燕麦种群对精噁唑禾草灵和炔草酯的敏感性介于金水闸种群与辉县种群之间。种子生物测定结果与整株生物测定结果趋势一致,但表现出的敏感性略高。     

Multiple resistance across glufosinate,glyphosate, paraquat and ACCase‐inhibiting herbicides in an Eleusine indica population

An Eleusine indica population was previously reported as the first global case of field‐evolved glufosinate resistance. This study re‐examines glufosinate resistance and investigates multiple resistance to other herbicides in the population. Dose–response experiments with glufosinate showed that the resistant population is 5‐fold and 14‐fold resistant relative to the susceptible population, based on GR₅₀ and LD₅₀ R/S ratio respectively. The selected glufosinate‐resistant subpopulation also displayed a high‐level resistance to glyphosate, with the respective GR₅₀ and LD₅₀ R/S ratios being 12‐ and 144‐fold. In addition, the subpopulation also displayed a level of resistance to paraquat and ACCase‐inhibiting herbicides fluazifop‐P‐butyl, haloxyfop‐P‐methyl and butroxydim. ACCase gene sequencing revealed that the Trp‐2027‐Cys mutation is likely responsible for resistance to the ACCase inhibitors examined. Here, we confirm glufosinate resistance and importantly, we find very high‐level glyphosate resistance, as well as resistance to paraquat and ACCase‐inhibiting herbicides. This is the first confirmed report of a weed species that evolved multiple resistance across all the three non‐selective global herbicides, glufosinate, glyphosate and paraquat.     

广东省水稻田稗对五氟磺草胺的抗性分析

为明确广东省水稻田杂草稗Echinochloa crus-galli对五氟磺草胺的抗性现状及其可能的抗性机理，采用整株剂量反应法测定不同地区稗种群对五氟磺草胺的抗性水平，对不同稗种群的乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase，ALS）基因片段进行扩增测序，分析细胞色素P450酶（cytochrome P450 monooxygenase，P450）和谷胱甘肽-S-转移酶（glutathione-S-transferase，GST）抑制剂胡椒基丁醚（piperonylbutoxide，PBO）和4-氯-7-硝基-2，1，3-苯并氧杂噁二唑（4-chloro-7-nitro-1，2，3-benzoxadiazole，NBD-Cl）对不同稗种群抗性水平的影响，并对替代药剂进行筛选。结果显示，广东省水稻田多数稗种群对五氟磺草胺仍表现敏感，但采自湛江市的1个种群BC-7对五氟磺草胺产生了抗性，抗性倍数达6.5倍。与敏感种群BC-2相比，BC-7种群并未发生已报道的ALS靶标抗性相关突变。PBO和NBD-Cl均可显著提高BC-7种群对五氟磺草胺的敏感性，其干重抑制中量GR₅₀由31.1 g/hm²分别降为11.0 g/hm²和24.7 g/hm²。BC-7种群对氰氟草酯和噁唑酰草胺仍较敏感，但对二氯喹啉酸和双草醚产生了抗性。表明P450和GST介导的代谢抗性是稗BC-7种群产生抗性的重要原因，氰氟草酯和噁唑酰草胺适用于治理该抗性种群。     

稻稗HJHL-715种群对五氟磺草胺的抗药性水平及抗性机理分析

为明确东北稻区稻稗Echinochloa oryzoides HJHL-715种群对五氟磺草胺的抗性水平及抗性机制,采用整株生物测定法测定稻稗种群对五氟磺草胺的敏感性,明确抗性种群的交互抗性和多抗性情况,研究3种细胞色素P450抑制剂对其敏感性的影响;并应用分子生物学方法进行稻稗的乙酰乳酸合酶(acetolactate synthase,ALS)离体活性测定、ALS基因序列分析及其表达量测定。结果表明:在东北稻区,五氟磺草胺对稻稗HJHL-715种群鲜重的抑制中剂量GR50为62.53 g/hm^2;稻稗HJHL-715的ALS基因序列中未发现氨基酸突变,其ALS离体活性与敏感种群的ALS离体活性无显著性差异,ALS基因表达量显著低于敏感种群。1-氨基苯并三唑(1-aminobenzotriazole,ABT)、胡椒基丁醚(piperomyl butoxide,PBO)、马拉硫磷3种P450抑制剂显著提高了稻稗HJHL-715种群对五氟磺草胺的敏感性,使其对五氟磺草胺的GR50由原来的62.53 g/hm^2分别下降到5.78、5.02、3.53 g/hm^2。表明东北稻区已经出现了对五氟磺草胺具有高水平抗性的稻稗种群,稻稗HJHL-715种群对五氟磺草胺的抗性很可能是由细胞色素P450介导的代谢增强所致。     

上海市水稻田千金子对3种乙酰辅酶A羧化酶抑制剂的抗性现状及酶突变机制

为明确上海市水稻田千金子对乙酰辅酶A羧化酶 (ACCase) 抑制剂类除草剂的抗性发生情况及可能存在的抗性机制,在上海市千金子发生严重地区的水稻田共采集51个种群,采用单剂量抗性甄别法测定了不同千金子种群对3种ACCase抑制剂类除草剂的抗性水平,扩增和比对了靶标酶ACCase基因部分片段的差异。结果显示:在氰氟草酯105 g/hm2有效成分剂量选择压下,8个千金子种群标记为抗性种群,6个种群为发展中抗性种群;在噁唑酰草胺 120 g/hm2有效成分剂量选择压下,4个千金子种群标记为抗性种群,5个种群为发展中抗性种群;在精噁唑禾草灵62.1 g/hm2有效成分剂量选择压下,6个千金子种群标记为抗性种群,2个种群为发展中抗性种群。对15个抗性千金子种群靶标酶基因片段的测序发现,9个种群共发生了4种ACCase基因突变类型,分别为ACCase基因 1999 位点色氨酸 (TGG) 突变为丝氨酸 (TCG)、1999位点色氨酸 (TGG) 突变为半胱氨酸 (TGT)、2027位点色氨酸 (TGG) 突变为丝氨酸 (TCG) 以及2027位点色氨酸 (TGG) 突变为半胱氨酸 (TGT/TGC)。其中,5个抗性千金子种群ACCase 基因突变频率均大于60%。研究表明,ACCase抑制剂类除草剂抗性千金子在上海市部分地区发生已较为严重,ACCase 基因突变是导致不同千金子种群对该类除草剂产生抗性的重要原因之一。     

喹草酮与莠去津复配防除杂草效果及对高粱的安全性

为明确对羟基丙酮酸双氧化酶抑制剂类新型除草剂喹草酮应用于高粱田的可行性，于2018-2019年在温室和田间测定喹草酮与莠去津复配的除草效果及对高粱的安全性。温室试验结果表明，喹草酮与莠去津复配对狗尾草Setaria viridis和苘麻Abutilon theophrasti均有很好的防除效果，两者按有效成分用量比1：4~1：7配比对狗尾草的GR₅₀在134.40~168.92 g （a.i.）/hm²之间，明显好于喹草酮和莠去津单独施用时的GR₅₀，分别为150.53g （a.i.）/hm²和589.30g （a.i.）/hm²；两者复配对狗尾草的共毒系数在234.80~311.03之间，远大于120.00，显示出明显的增效作用；对苘麻的共毒系数在140.16~168.38之间，也表现出增效作用；对马唐Digitaria sanguinalis也有较好的防除效果；喹草酮与莠去津按有效成分用量比1：5复配的制剂在最高用量3 600g （a.i.）/hm²处理下，3个高粱品种生长均正常，且对高粱和杂草之间的选择性指数远大于6.59，对高粱的安全性高。田间试验结果表明，喹草酮与莠去津复配应用于高粱田对高粱安全，且对田间杂草野稷Panicum ruderale、虎尾草Rabdosia eriocalys、稗Echinochloa crus-galli、反枝苋Amaranthus retroflexus和藜Chenopodium album等均有极好的防除效果，2018-2019年对高粱田杂草的总株防效分别为94.2%和92.8%，鲜重防效分别为95.6%和94.2%，明显高于药剂对照50%异甲·莠去津悬浮剂土壤处理和37%二氯·莠去津悬浮剂茎叶处理的防除效果。表明喹草酮与莠去津复配应用于高粱田防除杂草效果良好。     

喹草酮与辛酰溴苯腈复配应用于小麦田的除草效果及对小麦的安全性

为明确新型除草剂喹草酮应用于小麦田的除草效果及对小麦的安全性,在温室内采用共毒系数法对喹草酮与辛酰溴苯腈联合作用进行测定,并验证喹草酮与辛酰溴苯腈两者混用以及与双氟磺草胺三者混用时对小麦田杂草的防效,以及对小麦的安全性。温室试验结果表明,喹草酮对阿拉伯婆婆纳Veronica persica防效优,试验剂量下全部死亡,对播娘蒿Descurainia sophia和麦家公 Lithospermum arvense的GR₅₀分别为12.67 g （a.i.）/hm²和152.99 g （a.i.）/hm²;辛酰溴苯腈对播娘蒿和麦家公防效优,其GR₅₀分别为26.22 g （a.i.）/hm²和13.36 g （a.i.）/hm²,对阿拉伯婆婆纳防效略差,GR₅₀为85.12 g （a.i.）/hm²。喹草酮与辛酰溴苯腈按有效成分用量1：1~1：2.5配比时,阿拉伯婆婆纳全部死亡,对播娘蒿的共毒系数在140.34~202.77之间,呈明显增效作用,对麦家公的共毒系数达700.00以上,也呈明显增效作用。田间试验结果表明,喹草酮对阿拉伯婆婆纳防效高,而对猪殃殃Galium aparine和播娘蒿略差;辛酰溴苯腈作用速度快,但后期部分杂草返青,喹草酮与辛酰溴苯腈复配后优势互补,对小麦田阔叶杂草阿拉伯婆婆纳、猪殃殃和播娘蒿防效均优,鲜重防效在88.54%~ 93.83%之间,且杂草死亡速度快,在2种药剂基础上加入双氟磺草胺后,鲜重防效在96.12%以上。喹草酮单剂或与辛酰溴苯腈、双氟磺草胺的混配处理不影响小麦的正常生长。