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。     

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。     

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。     

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。     

抗苄嘧磺隆野慈姑乙酰乳酸合成酶的突变研究

近年来,野慈姑Sagittaria trifolia L.在中国东北稻区发生和危害日趋严重,部分稻区使用苄嘧磺隆已无法有效防除该杂草。为了明确野慈姑抗药性发生的根本原因,本试验从分子水平上对野慈姑抗苄嘧磺隆的机理进行了研究。通过对抗药性(H4)和敏感性(S)野慈姑种群靶标酶乙酰乳酸合成酶(ALS)基因片段进行扩增和克隆,比较其DNA序列的差异,确定导致抗药性产生的ALS氨基酸突变位点。结果表明,与敏感性野慈姑ALS基因相比,H4种群第197位脯氨酸(Pro)突变为苏氨酸(Thr),该位点的突变可能是H4野慈姑种群对苄嘧磺隆产生抗药性的主要原因。ALS第197位Pro突变为Thr致使对苄嘧磺隆产生抗药性是第一次在野慈姑种群中报道。     

宁夏地区稗草种群对五氟磺草胺的抗性机制研究

为了明确宁夏稻区稗草对五氟磺草胺抗性水平及抗性机制。采用整株生物测定法测定了宁夏地区6个稗的原变种Echinochloa crus-galli var.crus-galli种群对五氟磺草胺的抗性水平,并测定了每个种群的乙酰乳酸合酶基因(ALS)序列和ALS酶离体活性,以及P450抑制剂马拉硫磷对稗草种群抗性水平的影响。结果显示,与敏感种群相比,5个疑似抗性种群对五氟磺草胺表现出不同程度的抗性(10.18倍～32.71倍),其中抗性种群N14,N22,N27和N51的ALS 574位色氨酸突变为亮氨酸,N53的197位脯氨酸突变为亮氨酸,敏感种群N43没有发现突变位点,五氟磺草胺对抗性种群ALS酶的IC₅₀均明显高于敏感种群,马拉硫磷对五氟磺草胺有增效作用,可提高稗草种群对五氟磺草胺的敏感性。综上所述,稗草种群对五氟磺草胺产生抗性是由于靶标基因ALS突变,同时稗草种群对五氟磺草胺的抗性也可能与细胞色素P450介导的代谢增强有关。     

看麦娘对甲基二磺隆靶标抗性的快速检测

甲基二磺隆是防除小麦田看麦娘Alopecurus aequalis等禾本科杂草的主要除草剂品种之一,但目前中国山东、江苏及安徽等地已有部分看麦娘种群对其产生了抗性。ALS基因197位点突变是看麦娘对甲基二磺隆产生抗性的重要机理,根据突变型和野生型看麦娘在197位点处碱基序列的不同,本研究设计出了一种衍生性酶切扩增多态性序列(dCAPS)分子标记方法,可用于197位点突变的快速检测。通过在引物D197F序列的3′ 端引入一个错配碱基,扩增所得不同种群看麦娘的ALS片段经限制性内切酶BamH I酶切后表现出多态性:野生敏感型分别产生了200和36 bp的2个条带;纯合突变型因无法被切开,只有236 bp的一个条带;而杂合突变型则同时产生了上述3个条带。该dCAPS检测结果准确、可靠,与经典的整株水平测定结果一致,并且可同时检测197位点上任一形式的突变。研究结果可为看麦娘等禾本科杂草对甲基二磺隆靶标抗性的快速检测提供理论依据。     

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。     

野慈姑对吡嘧磺隆抗性的分子机理

野慈姑是我国稻田危害最严重的杂草之一。以黑龙江稻田采集的野慈姑(Sagittaria trifolia Linn.)为研究对象,通过室内生物测定和分子克隆技术,对野慈姑的吡嘧磺隆抗性水平进行检测,并从靶标位点突变的角度解释抗性产生原因。结果表明,采自哈尔滨稻田的2个野慈姑种群N03及N06均为高抗种群,抗性达到4倍剂量以上。经比对2个抗性种群的靶标酶ALS基因发现,Pro197的脯氨酸分别被亮氨酸、丝氨酸取代,该位点的突变可能是野慈姑种群对磺酰脲类除草剂产生抗药性的主要原因。     

硝磺草酮的除草活性及对玉米的安全性

通过温室盆栽试验,研究茎叶喷施硝磺草酮对反枝苋、稗草和千金子的活性及对玉米的安全性。结果表明硝磺草酮对玉米和反枝苋、千金子、稗草的选择性指数分别为6．73、5．95、5．34。说明硝磺草酮对玉米和杂草的选择性很强,可安全地使用茎叶处理法防除玉米田杂草。     

河北省玉米田杂草组成及群落特征

采用倒置“W”取样法对河北省玉米田杂草进行了调查,以明确田间杂草的种类组成及群落结构.结果表明,河北省玉米田杂草有136种（含变种）,隶属于34科、97属,其中优势杂草有马唐、反枝苋、稗、马齿苋、藜、狗尾草、铁苋菜、刺儿菜、田旋花等9种,区域性优势杂草有10种,常见杂草有21种,一般杂草有96种.发生优势度较大的杂草为马唐、反枝苋、稗、马齿苋、藜、狗尾草等,是构成各地区田间杂草群落的优势种.张家口地区主要形成反枝苋＋狗尾草＋灰绿藜＋藜为主的杂草群落,承德地区为马唐＋稗＋反枝苋＋藜,唐山-秦皇岛地区为马唐＋马齿苋＋鸭跖草＋稗＋反枝苋,石家庄地区为马唐＋牛筋草＋铁苋菜＋马齿苋.张家口和承德地区玉米田杂草群落的物种丰富度、多样性及均匀度较其它地区高,而优势度较低.从群落相似性来看,石家庄与唐山-秦皇岛地区群落结构最为相似.地理环境、气候条件及控草措施的不同,可能是导致玉米田杂草发生及群落组成产生差异的原因.     

反枝苋的生物学特性及防治

反枝苋是世界性分布的一种恶性杂草．了解其生物学特性将有助于对其进行有效防治。本文从反枝苋的分布与危害、生长发育和繁殖等几个方面，详细综述了反枝苋的的生物学特性和防除措施，包括物理防治、化学防治及生物防治，并对综合治理反枝苋提出了几点建议。     

辽宁省大豆田杂草发生与危害

采用倒置"W"九点取样法调查辽宁省大豆田杂草,明确了辽宁省大豆田杂草有19科35种,其中阔叶杂草占74.29%,禾本科杂草占14.29%,其他杂草占25.71%;一年生杂草占54.29%,多年生杂草占31.43%。相对多度达10%以上的杂草依次为藜、鸭跖草、稗草、苘麻、反枝苋、红蓼、马唐、铁苋菜、马齿苋和山苦菜。其中藜和鸭跖草相对多度在30%以上,为辽宁省大豆田杂草优势种群。     

吉林狗尾草种群对烟嘧磺隆抗性水平和靶标抗性机理初探

为明确吉林省玉米田狗尾草Setaria viridis (L.) Beauv.对烟嘧磺隆的抗药性水平和抗性分子机理,测定了两个抗药性狗尾草种群R1、R2和一个敏感种群S对烟嘧磺隆的抗药水平,并检测了不同种群间乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase,ALS)基因序列差异。结果显示:R1、R2种群抗药性指数分别为21.8和23.9。扩增狗尾草ALS基因序列发现,相较于敏感种群,R1种群在376位点由GAT突变为GAA,R2种群在376位点由GAT突变为GAG,两种突变均导致天冬氨酸替换为谷氨酸(Asp-376-Glu)。表明狗尾草R1和R2种群对烟嘧磺隆产生抗性是由于靶标ALS基因突变导致,研究结果为科学防控抗药性狗尾草种群提供了理论基础。     

黑龙江省大豆田反枝苋对氟磺胺草醚的抗药性机制研究

为明确反枝苋抗性种群对氟磺胺草醚的抗性机制,分别测定了氟磺胺草醚对反枝苋抗性和敏感种群体内原卟啉原氧化酶(PPO)、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)活性的影响。结果表明:氟磺胺草醚处理后,抗性和敏感反枝苋种群PPO活性均受到一定程度的抑制,但抗性种群活性受到抑制后能逐渐恢复,而敏感种群则不能恢复;施用氟磺胺草醚后,抗性和敏感反枝苋种群GSTs和SOD活性变化无明显差异,抗性和敏感反枝苋种群POD和CAT活性均受到一定程度的抑制,但抗性种群活性受到抑制后能逐渐恢复,而敏感种群则不能恢复。研究表明,反枝苋抗性种群体内PPO对氟磺胺草醚敏感性降低是其产生抗药性的原因之一,反枝苋POD和CAT对活性氧的抵御能力差异也可能与反枝苋对氟磺胺草醚的抗性有关。     

氯吡嘧磺隆除草活性及对不同玉米品种的安全性

采用农药室内生物测定法对氯吡嘧磺隆除草活性和对不同玉米品种的安全性进行了研究。在35 g/hm2（有效成分,余同）下,氯吡嘧磺隆对玉米田常见杂草苍耳、鸭跖草、反枝苋、香附子等的鲜重抑制率均在90%以上,对禾本科杂草无效,且与对照药剂烟嘧磺隆有很大的互补性。氯吡嘧磺隆对23种不同玉米品种的安全性差异显著,在140g/hm2下,饲玉7号、五岳18等5个品种较为敏感,株高抑制率均在9.85%以上;金海5号、鲁单981等12个品种敏感性略低,株高抑制率在4.31%～8.29%;郑单958、泰爆1号等6个品种耐药性较高,抑制效果不明显。氯吡嘧磺隆对玉米幼苗主根长抑制率存在较大差异,其IC50值由高到低依次为泰爆1号、强盛16、郑单958、农大108、五岳21、鲁单981、中玉9号、金海5号、西星雪中墨、农大0638、甜玉米。氯吡嘧磺隆在玉米与香附子、反枝苋之间的选择系数分别为16.11、13.18,显著高于对照药剂。结果表明氯吡嘧磺隆对部分常见阔叶杂草及莎草科杂草有较高的除草活性,并对大部分玉米品种安全。     

Factors in the suppression of weeds by squash interplanted in corn

In order to examine the weed-suppressive properties of squash interplanted in corn, we compared different planting densities and weeding regimens, measuring the weed biomass, light interception by crop canopy, and yield. The corn was machine-planted at a normal monocrop density, while the squash was hand-planted at or above a normal monocrop density in an irrigated and otherwise mechanized system. A simulated intercrop consisting of corn with an artificial squash canopy was included. Interplanted squash reduced the biomass of the total weeds and of the dominant weeds, Amaranthus retroflexus and Convolvulus arvensis . The corn yield was not necessarily reduced in the intercrop, except at a higher squash density or under limited moisture. Shading by the squash was the major mechanism of weed suppression, but the analysis suggested that other factors, such as allelopathy, might contribute. Additional hand weeding had no effect on the corn yield.