玉米田反枝苋对烟嘧磺隆的抗性水平及靶标抗性分子机理

为明确玉米田主要杂草反枝苋对烟嘧磺隆的抗性水平及靶标抗性分子机理,采用整株水平测定法检测了黑龙江省玉米田反枝苋对烟嘧磺隆的抗性水平,通过靶标酶离体活性测定,分析了抗性和敏感种群反枝苋乙酰乳酸合成酶 (ALS) 对烟嘧磺隆的敏感性,并通过靶标ALS基因克隆测序进行了序列比对分析。结果显示:黑龙江省反枝苋疑似抗性种群 (HLJ-R) 对烟嘧磺隆已产生较高水平抗性,其抗性倍数达13.7;酶活性测定结果表明:烟嘧磺隆对HLJ-R种群ALS活性的抑制中浓度 (IC₅₀) 值是对敏感种群 (TA-S) IC₅₀值的43.9倍;与TA-S种群相比,HLJ-R种群ALS基因205位丙氨酸突变为缬氨酸,574位色氨酸突变为亮氨酸。研究表明,黑龙江省玉米田反枝苋对烟嘧磺隆已产生较高水平抗性,且靶标ALS基因的突变可能是其抗性产生的主要原因之一。     

耳叶水苋对乙酰乳酸合成酶抑制剂的抗性及其分子机制初探

近年来长江下游地区稻田耳叶水苋Ammannia arenaria H.B.K.危害十分严重。采用盆栽法首次测定了耳叶水苋对苄嘧磺隆等药剂的抗性水平,同时分析了其抗性和敏感种群间乙酰乳酸合成酶(ALS)基因的DNA序列及其RNA表达差异。结果表明:采自浙江嘉兴(JX110)、江苏苏州(JS039)、浙江宁波(NB0143-05)和安徽广德(AH014)的耳叶水苋生物型对苄嘧磺隆的抗性指数(RI)分别为67.90、17.59、44.63和8.37,对苄嘧磺隆表现出中高水平抗性的生物型对五氟磺草胺、双草醚及咪唑乙烟酸也产生了低水平的抗性。获得了耳叶水苋ALS基因全长核苷酸序列2235 bp,编码667个氨基酸,仅发现NB0143-05等3种抗性生物型ALS酶的氨基酸序列非保守区第93位的亮氨酸被脯氨酸取代。然而,NB0143-05的ALS酶对ALS抑制剂的敏感性大幅度降低(RI 37.04),且在苄嘧磺隆处理后4 d的ALS基因表达量是敏感生物型(HZ001)的1.86倍。这表明,ALS酶对药剂的敏感性降低以及被苄嘧磺隆诱导后ALS基因表达量显著增加,很可能是耳叶水苋生物型NB0143-05对ALS抑制剂产生抗性的原因。     

荠菜对乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂的抗性水平及其分子机制

为明确荠菜种群对苯磺隆的抗性水平及其靶标抗性产生的分子机制,采用整株水平测定法测定了荠菜对苯磺隆及其他5种乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂类除草剂的抗性水平,同时扩增和比对了荠菜抗性和敏感种群之间ALS基因的差异。结果显示:与敏感种群15-ZMD-1相比,抗性种群15-ZMD-5对苯磺隆产生了高水平抗性,抗性倍数为219.6;15-ZMD-5种群不同单株中共存在3种突变方式,分别为ALS基因197位点脯氨酸（CCT）突变为亮氨酸（CTT）、574位点色氨酸（TGG）突变为亮氨酸（TTG）以及单株同时发生上述197和574位点的氨基酸突变。15-ZMD-5抗苯磺隆种群对嘧草硫醚、啶磺草胺和氟唑磺隆均产生了高水平的交互抗性,抗性倍数分别为41.2、79.3和87.8;对双氟磺草胺和咪唑乙烟酸产生了低水平的交互抗性,抗性倍数分别为8.5和5.6。分析表明,荠菜抗性种群ALS基因发生的氨基酸突变可能是导致其对ALS抑制剂类除草剂产生抗性的重要原因之一。     

多花水苋对苄嘧磺隆的抗性水平及靶标抗性机制

为明确水稻田杂草多花水苋Ammannia multiflora对乙酰乳酸合成酶 (ALS) 抑制剂类除草剂苄嘧磺隆的抗性水平和抗性分子机制,采用整株水平测定法,测定了采自江苏省扬州市田间的多花水苋疑似抗性种群 (YZ-R) 对苄嘧磺隆的抗性指数,并分析了YZ-R种群和相对敏感种群 (YZ-S)多花水苋ALS酶对苄嘧磺隆的敏感性差异,同时比较了YZ-R和YZ-S种群ALS基因的核苷酸序列差异。结果表明:YZ-R种群多花水苋对苄嘧磺隆已表现出高水平抗性,其抗性指数 (RI) 为40.6;苄嘧磺隆对YZ-R种群ALS酶活性的抑制中浓度 (I₅₀) 为0.087 μmol/L,对YZ-S种群的I₅₀值为0.0028 μmol/L,其抗性指数为31.1。通过PCR扩增获得了多花水苋ALS基因的部分序列,该序列包含了已报道的8个氨基酸突变位点。ALS基因序列比对分析发现,YZ-R种群多花水苋植株ALS基因第197 位氨基酸由脯氨酸 (CCT) 突变为丝氨酸 (TCT)。研究表明,ALS基因发生脯氨酸 (Pro)-197-丝氨酸 (Ser) 的突变,导致多花水苋ALS酶对苄嘧磺隆的敏感性下降,是多花水苋YZ-R种群对苄嘧磺隆产生高水平抗性的主要原因。     

反枝苋对咪唑乙烟酸抗性水平及分子机制

为初步明确大豆田反枝苋对咪唑乙烟酸的抗药性水平,并从分子角度对抗药性机制进行解释,以我国四川成都和黑龙江嫩江采集的反枝苋种子为材料,通过琼脂法检测了反枝苋对咪唑乙烟酸的抗药性水平,并分别对R(嫩江抗性种群)和S(成都敏感种群)的乙酰乳酸合成酶(ALS)部分序列进行扩增和测序。皿内生测结果表明,成都种群的GI50为11.20,嫩江种群的GI50为52.26,其抗药性指数RI为4.67。分子检测结果表明,与S种群相比,R种群反枝苋ALS位于高度保守区Domain B编码574位氨基酸的基因发生突变,TGG突变为TTG,导致色氨酸被亮氨酸取代。ALS保守区域氨基酸的替换可能是嫩江反枝苋种群对咪唑乙烟酸产生抗性的重要原因之一。     

天津市小麦田荠菜对双氟磺草胺的抗性及其乙酰乳酸合成酶基因突变

为明确天津市小麦田荠菜种群对双氟磺草胺的抗性情况及可能的抗性机理,本研究在天津市静海区、武清区、宝坻区及蓟州区等荠菜发生严重地区的小麦田共采集到6个荠菜种群,采用整株水平测定法测定了6个荠菜种群对双氟磺草胺的抗性水平,并扩增、比对了其靶标乙酰乳酸合成酶 (ALS) 基因部分片段的差异。结果表明:6个荠菜种群对双氟磺草胺均产生了高抗性,抗性倍数在11.4~47.2之间。对抗性和敏感种群的ALS基因片段进行测定比对发现,6个荠菜种群ALS基因197位氨基酸均由脯氨酸 (CCT) 突变为丝氨酸 (TCT),该突变可能是导致荠菜种群对双氟磺草胺产生抗性的重要原因之一。     

除草剂与乙酰乳酸合成酶相互作用的分子机理研究进展

综述了酵母乙酰乳酸合成酶(ScALS)与磺酰脲类除草剂氯嘧磺隆(chlorimuron-ethyl,CE)形成的复合物在0.28 nm分辨率下的晶体结构及拟南芥乙酰乳酸合成酶(AtALS)与磺酰脲类和咪唑啉酮类除草剂复合物的三维结构。除草剂的分子结构与酶、底物并不相似,但它们与酶形成的复合物可阻断底物进入酶活性位点通路而起抑制作用。连接磺酰脲的10个氨基酸残基同样连接咪唑喹啉酸,另有6个残基只与磺酰脲而不与咪唑喹啉酸相连,有2个残基只与咪唑喹啉酸而不与磺酰脲相连,即两种抑制剂占据了特别的重叠位点,但以不同方式连接。抗性杂草的产生是因为突变株ALS的残基位点变异,从而引起除草剂与ALS结合方式的变化。这些研究对进一步理解除草剂与靶分子的作用方式及除草剂的分子药物设计具有重要的指导作用。     

反枝苋对烤烟农艺性状及产值的影响

为了明确烟田主要杂草反枝苋对贵州烤烟农艺性状、产量、产值的影响,反枝苋按0~25株/m~2的密度栽种,共设置13个处理,在烤烟成熟期记录株高、茎粗、叶片数、叶长、叶宽、叶鲜质量、地上植株鲜质量、茎秆鲜质量、叶干质量、产值等一系列指标参数,通过11种曲线方程进行拟合、回归分析。结果发现三次方程(y=b_0+b_1×x+b_2×x~2+b_3×x~3)具有最高的拟合度和实用性,建议生产上可以用该三次方程预测反枝苋对烟草农艺性状、产量、产值的影响。     

非转基因抗除草剂玉米对三种乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂的田间抗性表现

为评估中国农业大学培育的非转基因抗除草剂玉米品系958R和335R在大田条件下对乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase,ALS）抑制剂类除草剂的抗性表现,利用甲咪唑烟酸、砜嘧磺隆、唑嘧磺草胺3种除草剂对郑单958、958R、先玉335、335R共4种玉米杂交种进行了播后苗前土壤处理,每种除草剂设3个处理剂量（1、3、9倍推荐剂量）,并于施药2周和4周后进行株高测定,于收获晾干后测产。结果表明,在甲咪唑烟酸216、648 g（a.i.）/hm²处理下,郑单958和先玉335均已绝产,而958R和335R产量均未受影响;在砜嘧磺隆或唑嘧磺草胺高剂量处理下,常规玉米品种郑单958和先玉335株高的最高降幅分别为25.7%和35.2%,田间药害反应显著,而958R和335R则抗性反应显著。研究表明,非转基因抗除草剂玉米杂交种具有良好的田间抗性,不仅能有效解决玉米田砜嘧磺隆和唑嘧磺草胺等ALS除草剂的药害问题,还能够通过引入甲咪唑烟酸等新的ALS除草剂更好地防除玉米田的杂草。     

113种植物的乙醇提取物对反枝苋和马唐种子萌发及生长的抑制活性

筛选和评价植物资源的除草活性可为新型植物源除草剂的研发提供候选材料和理论依据。本研究用种子萌发法和平皿法,评价了56科113种植物提取物对反枝苋和马唐种子萌发和生长的抑制活性。结果表明,在125 mg DW/mL的供试浓度下,大黄、牡丹皮、大叶三升麻、木香、佩兰、楸树、安息香树、泡桐、短叶罗汉松和杜衡提取物对马唐种子萌发和生长的抑制作用最为明显;牡丹皮、佩兰、木香、鹿藿和短叶罗汉松提取物对反枝苋种子萌发和生长的抑制活性最为明显。毒力测定表明,楸树、木香、杜衡、泡桐、佩兰、安息香树和大叶三升麻提取物对马唐幼根的抑制中浓度（IC50）分别为39.30、5.93、13.93、28.69、8.72、19.19和15.19 mg DW/mL;对马唐幼芽的IC50分别为48.22、8.13、15.28、42.12、22.39、7.78、23.43和12.92 mg DW/mL。木香、牡丹皮、短叶罗汉松、鹿藿、佩兰和紫背浮萍对反枝苋幼根的IC50分别为2.46、2.85、2.59、1.03、2.24和2.79 mg DW/mL;对反枝苋幼芽的IC50分别为7.05、31.21、24.17、4.52和...     

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。     

小麦田麦家公对苯磺隆的抗性机理

为明确麦田阔叶杂草麦家公Lithospermum arvense L.对苯磺隆的抗性机理,以苯磺隆抗性和敏感型麦家公为材料,比较分析这2个生物型麦家公靶标酶乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase,ALS）、解毒酶谷胱甘肽-S-转移酶（glutathione-S-transferase,GST）以及保护酶过氧化物酶（peroxidase,POD）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）和过氧化氢酶（catalase,CAT）对苯磺隆的响应差异性。结果表明,抗性麦家公ALS对苯磺隆的敏感性较敏感型麦家公显著下降,苯磺隆的抑制中浓度分别为0.187、0.036 μmol/L。苯磺隆胁迫后,抗性和敏感型麦家公ALS活性都出现下降,但抗性麦家公ALS活性可恢复,而敏感型麦家公ALS活性则不能恢复;2个生物型麦家公GST活性都能被苯磺隆诱导,但抗性麦家公GST累计活性为29.31 U,高于敏感型麦家公（25.90 U）;抗性麦家公SOD累计活性为24.49 U,较敏感型麦家公（19.31 U）高,且具有较强的恢复能力;抗性麦家公POD和CAT累计活性分别为126.92~550.68 U和41.41~77.19 U,也高于敏感型麦家公的93.75~271.04 U、42.17~57.28 U。因此,靶标酶ALS对苯磺隆敏感性减弱是麦家公产生抗性的一个重要原因,解毒酶GST、SOD、POD和CAT活性升高可能与抗性有关。     

稻田雨久花对苄嘧磺隆的抗药性

性指数达63.4;对德惠抗、感雨久花ALS活力的IC50分别为10 756.2和396.8nmol/L,抗性指数为27.1.表明两地稻田雨久花均对苄嘧磺隆产生了抗药性,而其体内ALS敏感性降低是产生抗药性的原因之一.     

油菜和小麦种苗根系对乙草胺的耐性差异分析

为揭示油菜和小麦根系对乙草胺耐药性差异的原因,采用水培法研究了梯度浓度乙草胺对油菜和小麦种苗根系形态、根尖生理代谢和解剖结构的影响。结果表明,1 mg/L乙草胺对油菜根长抑制率为33.63%,而对小麦根长抑制率可达55.22%;100 mg/L乙草胺对油菜侧根抑制率为63.03%,而对小麦侧根抑制率达100.00%;经0.01 mg/L乙草胺处理后的油菜根尖细胞膜透性高于小麦,当乙草胺浓度高于0.1 mg/L后,小麦根尖细胞膜透性剧烈增加且高于油菜;在较高浓度乙草胺胁迫下,小麦根尖抗氧化酶活性均低于油菜;10 mg/L乙草胺处理下,小麦根尖的解剖结构变异较油菜明显,表现为细胞排列松散、混乱,根冠变形,分生组织细胞染色程度变浅,伸长区细胞分化提前,中柱鞘细胞木质化。研究表明,小麦的根系建成比油菜更容易受乙草胺抑制,且侧根数比根长更敏感;油菜和小麦对乙草胺耐药性差异可能与细胞膜透性、抗氧化酶活性以及根尖细胞组织分化等差异有关。     

甘蓝型油菜苗期抗旱性鉴定及抗旱生理指标的评价

以120份西北地区甘蓝型油菜种质为试验材料,人工气候室盆栽,油菜五叶期时采用PEG-6000模拟干旱处理,通过抗旱指数和生理指标测定,对120份材料进行抗旱鉴定,探讨甘蓝型油菜抗旱指数与8个抗旱生理指标之间的相关关系及甘蓝型油菜抗旱性鉴定指标的选择。结果表明:120份种质中高抗旱材料6份、中抗10份、低抗23份、低感42份和高感39份;不同油菜种质干旱处理后可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白等生理指标发生明显变化,增加率分别为94.7%、432.8%和95.7%;抗旱指数与可溶性蛋白含量(0.521^**)、可溶性糖含量(0.506^**)、脯氨酸含量(0.495^**)和叶片保水力(0.426^**)呈极显著正相关,与丙二醛含量(-0.372^**)呈极显著负相关;对抗旱指数直接影响最大的是可溶性蛋白,直接通径系数为0.384,间接影响最大的是SPAD值,间接综合效应为0.196。通过主成分分析,可将相关指标综合为3大类:渗透调节因子、水分保持因子和膜脂损伤因子。关键字:     

麦田抗性生物型荠菜对苯磺隆的抗性机制研究

为明确抗性生物型荠菜对苯磺隆的抗性机制,分别测定了苯磺隆对抗性和敏感生物型荠菜体内乙酰乳酸合成酶(ALS)、谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的影响。结果表明:离体条件下,抗性生物型荠菜体内ALS对苯磺隆的敏感性明显降低,苯磺隆对荠菜抗性和敏感生物型ALS的抑制中浓度(I50)分别为0.722 8和0.052 1 μmol/L,抗性与敏感生物型I50的比值为13.87;活体条件下,施用苯磺隆后,抗性和敏感生物型荠菜ALS活性均受到一定程度的抑制,但抗性生物型ALS活性受到抑制后能逐渐恢复,而敏感生物型则不能恢复;经苯磺隆处理后,抗性生物型GSTs相对活力明显高于敏感生物型,而抗性和敏感生物型体内POD、SOD和CAT相对活力无明显差异。研究表明,抗性生物型荠菜体内ALS对苯磺隆敏感性降低是其抗药性产生的原因之一,而GSTs对苯磺隆代谢能力的差异也可能与荠菜对苯磺隆的抗性有关。     

山东省冬小麦田猪殃殃抗药性水平及ASL靶标抗性机理分析

为明确山东省冬小麦田猪殃殃Galium aparine对常规除草剂氯氟吡氧乙酸、苯磺隆及双氟磺草胺的抗性水平和抗性种群的乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase,ALS)靶标抗性机理,在温室内采用整株生物测定法测定21个猪殃殃种群对氯氟吡氧乙酸、苯磺隆和双氟磺草胺的抗性水平,同时根据猪殃殃ALS基因序列设计引物,提取猪殃殃高抗种群单株基因组DNA进行测序,并与拟南芥Arabidopsis thaliana敏感型ALS基因进行比对,查找突变位点分析其抗性机理。结果表明,21个猪殃殃种群对氯氟吡氧乙酸均敏感,尚未产生抗性;90.48%的猪殃殃种群已对苯磺隆产生了抗性,其中低抗、中抗和高抗种群分别占总种群数的23.81%、23.81%和42.86%,相对抗性指数最高为1 134.82;71.43%的猪殃殃种群已对双氟磺草胺产生了抗性,其中低抗、中抗和高抗种群分别占总种群数的19.05%、9.52%和38.10%,相对抗性指数最高为87.05。高抗苯磺隆种群XZ-1和LW均发生了ALS基因第197位氨基酸功能位点的突变,其中XZ-1种群发生了CCC(脯氨酸)到TCC(丝氨酸)...     

烟嘧磺隆降解菌株的筛选及其降解特性初探

为得到烟嘧磺隆的高效降解菌株,并了解其降解特性,从烟嘧磺隆生产厂家污水处理池中筛选得到1株可高效降解烟嘧磺隆的菌株ND1,经形态学观察及生理生化、16S rDNA鉴定,该菌株为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis。在30℃、150 r/min条件下,该菌株3 d内可将200 mg/L的烟嘧磺隆降解98%以上;进一步通过高效液相色谱-串联质谱仪(HPLC-MS/MS)检测其降解产物,发现该菌株可作用于烟嘧磺隆的磺酰脲键,使其桥键发生断裂而产生降解产物2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶和磺酰胺。