不同小麦品种对苯磺隆耐药性差异及其机理

室内用砂培法测定11种小麦品种对苯磺隆的相对敏感性,其敏感性有较大差异.碧玛4号、维麦8号对苯磺隆有很强的耐药性,IC50可分别达到502.6和409.3aiμg/kg,济1 3号为156.9aiμg/kg,鲁麦22号、黄县大粒对苯磺隆较为敏感,IC50低于45.0 aiμg/kg.以上5种小麦离体ALS对苯磺隆的敏感性没有明显差异,敏感品种黄县大粒IC50为154.2nmol/L,甚至较维麦8号149.3nmol/L略高.ALS活体试验表明,小麦可以很快恢复苯磺隆对ALS活性的抑制,且耐药型品种恢复能力较强,碧玛4号、维麦8号ALS恢复活性只需1.5天,敏感品种需3天.碧玛4号、维麦8号除草剂解毒酶系GSTs相对于敏感品种对苯磺隆有较大的反应幅度和较短的反应时间,第2天就分别达到1.46、1.42的峰值,而济13号、鲁麦22号、黄县大粒变化幅度较小,第3天才达到峰值,活性分别为1.39、1.33和1.32.研究表明,小麦各品种对苯磺隆的耐药能力产生差异的主要原因之一是小麦GSTs对苯磺隆的代谢所致,而与小麦ALS对苯磺隆的敏感程度无关.     

双氟磺草胺的除草活性及对不同小麦品种的安全性评价

双氟磺草胺为三唑并嘧啶磺酰胺类除草剂,为了明确其在我国北方麦田的应用前景,采用室内生测法研究双氟磺草胺的杀草谱、除草活性及对不同小麦品种安全性。双氟磺草胺对麦田常见阔叶杂草活性较高,对麦田恶性杂草播娘蒿、麦瓶草、麦家公、猪殃殃和荠菜的除草活性均高于常用除草剂苯磺隆,毒力倍数分别为1.56、6.26、1.65、18.27和22.75。济南17和山优2号2种小麦对双氟磺草胺的耐药性分别为苯磺隆的2.57倍和11.66倍。双氟磺草胺在小麦与5种杂草之间的选择性指数(11.16～49.32)远优于苯磺隆。该除草剂对小麦苗期的株高及鲜重有抑制作用,且对不同小麦品种的影响差异显著,其中对临麦2号、济宁13及济南17的株高和鲜重抑制率相对较高,对潍麦8号、山农6号及泰山9818等相对较低。研究表明双氟磺草胺具有很好的应用前景。     

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。     

不同棉花品种对三氟啶磺隆的耐药性差异及机制

为评价三氟啶磺隆对棉花的安全性,采用温室盆栽法测定了22种棉花对三氟啶磺隆的耐药性差异及其机制。结果显示,三氟啶磺隆45 g/hm² （有效成分,余同）处理对不同棉花品种苗期鲜重及株高抑制作用差异显著,其中对鲁棉研40、银兴4、K638、创鲁1、德利农5的鲜重和株高抑制率相对较低,分别为8.60%~13.11%和10.26%~11.84%,而对鲁H498、鲁棉研36、鲁棉研28的鲜重和株高抑制率相对较高,分别为32.21%~38.26%和20.68%~22.66%。乙酰乳酸合成酶（ALS）活性测定表明,鲁棉研40、鲁H498离体ALS对三氟啶磺隆的敏感性无显著差异;在活体条件下,两棉花ALS相对活性先减小,后逐渐恢复,且鲁棉研40恢复能力强。经三氟啶磺隆处理后,鲁棉研40谷胱甘肽-S-转移酶（GSTs）变化幅度较鲁H498大且反应时间短,鲁棉研40在处理后3 d达到最大值1.53,鲁H498在处理后5 d达到最大值1.45。研究表明,不同棉花品种对三氟啶磺隆耐药性的差异源于GSTs对三氟啶磺隆的代谢差异,与靶标酶ALS对三氟啶磺隆的敏感程度无关。     

不同玉米品种对氯吡嘧磺隆的耐药性差异及其机制

为科学评价氯吡嘧磺隆对玉米的安全性,采用室内盆栽法和酶活力测定法探讨不同玉米品种对氯吡嘧磺隆的耐药性差异及其机制。不同玉米品种对氯吡嘧磺隆的耐药性有较大差异,其中甜玉米耐药性最差,IC10仅为94.87g/hm2(有效成分,余同)。花糯1号、鲁单981、五岳97-1等品种表现出中等耐药性,耐药性倍数为1.51～1.97;五岳21、郑单958、强盛16等耐药性较强,耐药性倍数为2.05～2.43。强盛16、鲁单981和甜玉米对氯吡嘧磺隆的耐药性差异显著,但其靶标酶乙酰乳酸合成酶(ALS)在离体条件下对该药剂的敏感性差异不显著;在活体条件下,三者ALS活力均可很快恢复,且耐药性品种恢复能力较强。与甜玉米相比,经氯吡嘧磺隆处理后强盛16的谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)对氯吡嘧磺隆的反应幅度较大和反应时间较短,第72h相对活力就达到4.2的峰值,而甜玉米变化幅度相对较小,第96 h才达到2.6的峰值。研究表明,不同玉米品种对氯吡嘧磺隆耐药性的差异源于GSTs对氯吡嘧磺隆的代谢差异,而与靶标酶ALS对氯吡嘧磺隆的敏感程度无关。     

除草剂双氟磺草胺的合成研究

以5-氟尿嘧啶为起始原料,经过经氯化、甲氧基化、肼解、关环、转位、偶联、氧化和缩合反应后得到了新型除草剂双氟磺草胺,其合成总收率为42．8％,原药含量达95％。     

甲基二磺隆及吡唑解草酯对不同品种小麦ALS酶的影响

采用温室盆栽茎叶喷雾处理,研究了3%甲基二磺隆油悬浮剂以及安全剂吡唑解草酯对不同品种小麦的耐药性及其对靶标酶乙酰乳酸合成酶(ALS)的影响。结果表明,甲基二磺隆对敏18号小麦株高抑制程度明显高于抗6号。离体ALS酶含量和活力测定结果表明,抗6号ALS含量高于敏18号,在200和400 μmol/L的吡唑解草酯溶液中黑暗培养7 d,抗6号小麦ALS比活力比对照分别增加1.29和1.58倍,敏18号比对照分别增加0.25和0.15倍。抗6号小麦品种对甲基二磺隆耐药性较强。小麦自身ALS含量和比活力差异以及安全剂吡唑解草酯对它们的诱导差异可能是小麦品种对甲基二磺隆耐药性不同的原因之一。     

双氟磺草胺在不同类型土壤中的吸附与淋溶特性研究

农药在土壤中的吸附和淋溶特性是评价其环境行为的重要指标。采用批量平衡法和土柱淋溶法,研究了双氟磺草胺在小麦种植区3种代表性土壤中的吸附和淋溶特性。结果表明:双氟磺草胺在安徽黏土、山东砂质壤土和河南砂质黏壤土中的吸附规律均可以较好地用Freundlich方程描述,其吸附系数(Kf)在0.39~0.62之间;土壤有机碳归一化吸附系数(Koc)在66.91~81.35之间,表明双氟磺草胺在3种土壤中均属于难吸附型;吸附自由能(ΔG)在-10.90~-10.42kJ/mol之间,均属于物理吸附。双氟磺草胺在3种土壤中的淋出率在71.7%~74.1%之间,说明其在3种土壤中的淋溶性均较强。双氟磺草胺初始添加量和腐殖酸对淋出率具有一定影响。综合试验结果,认为双氟磺草胺在3种土壤中的吸附和淋溶可能受土壤有机质含量、黏粒含量、阳离子交换量和土壤pH值等多个因素的综合影响,其对地下水的污染风险较大,因此应引起高度重视。     

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。     

水稻不同品种或组合对甲磺隆耐药性差异的机制研究

以水稻乙酰乳酸合成酶(ALS)比活力为研究对象,通过在离体和活体条件下比较其对甲磺隆的敏感性水平,探讨了水稻不同品种或组合的耐药性差异机制。结果表明,离体条件下不同水稻品种或组合ALS对甲磺隆均较敏感,当甲磺隆浓度为100 μg/L时,对ALS比活力抑制率达60%以上,且活力百分比与甲磺隆浓度对数成直线负相关关系,相关程度显著或极显著;活体条件下ALS活力均受到甲磺隆不同程度的抑制,但同一品种ALS活力不随甲磺隆浓度的变化而呈现规律性变化。在甲磺隆浓度相同时,活体条件下所有供试水稻品种ALS活力均显著高于离体条件下的ALS活力,影响程度与植株耐药性差异基本一致,说明甲磺隆在水稻体内存在较强代谢失活作用,代谢失活差异是水稻不同品种或组合对甲磺隆的耐药性差异机制。     

Assessment of acetolactate synthase (ALS) tolerance to imazethapyr in red rice ecotypes (Oryza spp) and imidazolinone tolerant/ resistant rice (Oryza sativa) varieties

Three red rice ecotypes (Oryza spp), including LA 5, MS 5 and TX 4, were evaluated for acetolactate synthase resistance/tolerance to imazethapyr. The red rice ecotypes were compared with a tolerant line (CL-121), a resistant line (CL-161) and a conventional rice variety (Cypress). Based on enzymatic activity, the mean I(50) values were 1.5, 1.1, 1.5, 1.6, 20.8 and 590.6 microM imazethapyr, respectively, for LA 5, MS 5, TX 4, Cypress, CL-121 and CL-161. CL-161 was 32 times more resistant than CL-121 and at least 420 times more resistant than the average of the red rice ecotypes and Cypress. Results from the acetolactate synthase (ALS) assay showed that red rice ecotypes and Cypress had high susceptibility to imazethapyr when compared with the tolerant CL-121 and the resistant CL-161. Measurable enzymatic tolerance to ALS-inhibiting herbicides has not yet developed in these red rice ecotypes.     

杂草对乙酰乳酸合成酶抑制剂抗药性研究进展

乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂类除草剂已经成为一类广泛使用的除草剂。综述了杂草对ALS抑制剂类除草剂抗药性的产生与发展、抗性机理、抗性基因应用等方面的研究进展。其抗性产生机理主要有杂草对除草剂代谢能力增强、ALS基因突变导致对除草剂敏感性降低和ALS含量提高等。     

Uptake, translocation and metabolism of the herbicide florasulam in wheat and broadleaf weeds

Florasulam is a triazolopyrimidine sulfonanilide post-emergence broadleaf herbicide for use in wheat (Triticum aestivum L.). The selectivity of florasulam to wheat has been determined to be related primarily to a differential rate of metabolism between wheat with a half-life of 2.4 h and broadleaf weeds with half-lives ranging from 19 to >48 h. To a lesser extent, selectivity, at least for the broadleaf weed cleavers (Galium aparine L.), involves uptake differences. Rate of metabolism data were generated using greenhouse-grown plants injected with radiolabelled florasulam and subsequent extraction and processing by high-performance liquid chromatography (HPLC). Structures of metabolites were determined by isolation for nuclear magnetic resonance and liquid chromatography/mass spectrometry. Wheat plants metabolised florasulam by hydroxylation of the aniline ring para to the nitrogen, followed by conjugation to glucose. Metabolism by broadleaf weeds was so slow that isolation of metabolite was not possible, but comparison of HPLC data suggested hydroxylation as the major pathway.     

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。     

杂草对乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂抗药性的研究进展

本文针对杂草对乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂类除草剂抗药性的产生历史与发展现状、抗药性机理以及抗性基因的利用进行了综述,并讨论了该类除草剂在我国应用过程中应该注意的问题以及今后的发展方向。