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随着化学除草剂的大面积使用,农田杂草抗药性问题越来越严重。苯磺隆(tribenuronmethyl)是乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂类除草剂,目前是小麦田经济、有效、安全的优秀除草剂品种之一,在我国1988年取得登记,到目前已使用20多年。在部分地区,小麦田以常规剂量喷施苯磺隆已经无法有效防除麦田主要杂草播娘蒿(Descurainia sophia)。本研究以采自北京、天津、河北、河南、山东、山西、陕西、甘肃、青海、江苏及四川省(市)的播娘蒿为对象,研究其对苯磺隆的抗药性水平及其抗药性机理。通过整株测定法分析上述11个省(市)采集的91个播娘蒿种群对苯磺隆的敏感性,结果显示,42个种群对苯磺隆表现敏感,49个种群对苯磺隆产生了不同程度的抗药性。其中陕西省SSX-4(RI=425.45)、SSX-9(RI=1 594.82)、SSX-10(RI=546.45)、SSX-11(RI=722.73)、SSX-12(RI=1471.64)、SSX-13(RI=683.73)和河北省HB-2(RI=1472.64)对苯磺隆有高水平的抗药性,河北省HB-8、天津市TJ-8和甘肃省GS-5种群中有部分植株在10倍(112.5g a.i./ha)于常规剂量苯磺隆作用下仍存活。以河北省HB-1和陕西省SSX-8为敏感对照,测定以上10个抗药性种群的ALS离体活性,结果表明,抗药性种群的ALS对苯磺隆的敏感性降低,抗药性指数在3.17-86.33之间。分析陕西省(SSX-8)、河北省(HB-1)、天津市(TJ-12)和甘肃省(GS-4)4个敏感性生物型和上述10个抗药性生物型的ALS基因,测序结果表明,播娘蒿ALS全长2,004bp,编码667个氨基酸,无内含子,所检测的河北、陕西、甘肃和天津的4个敏感生物型的ALS序列完全相同。比较敏感和抗药性生物型的ALS序列发现,抗药性生物型在Pro197(脯氨酸)发生了突变,抗药性生物型HB-2和SSX-11 Pro(197)突变为Leu(197)(亮氨酸);SSX-9Pro(197)突变为Thr(197)(苏氨酸);SSX-12和SSX-13 Pro(197)突变为Ala(197)(丙氨酸);TJ-8和GS-5 Pro(197)突变为Ser(197)(丝氨酸);敏感和抗药性生物型的ALS序列在GenBank上的登记号为EU520489、EU520490、EU520491和FJ715633。测定播娘蒿种群HB-1、HB-2、SSX-8、SSX-4、SSX-9和SSX-10对ALS抑制剂包括咪唑乙烟酸(IMI类)、嘧草硫醚(PTB类)、氯酯磺草胺(TP类)、甲氧磺草胺(TP类)、双氟磺草胺(TP类)的交互抗性,结果表明,HB-1和SSX-8对所有供试药剂均敏感;HB-2对各供试药剂均有较高的抗药性,抗药性指数在10倍以上;SSX-4除了对咪唑乙烟酸敏感之外,对其他药剂的抗药性指数在10倍以上;SSX-9和SSX-10对咪唑乙烟酸有10倍以下的抗药性,对嘧草硫醚有10倍以上的抗药性,对供试的三种TP类药剂都有不同程度的抗药性。通过生物学测定、靶标酶ALS活性及序列分析,明确了我国麦田播娘蒿种群对苯磺隆及其他5种ALS抑制剂类除草剂产生了抗药性,而抗药性是由于靶标酶ALS基因相对于拟南芥的197位脯氨酸突变所致。