江苏省洁田稻种植区稗草对甲氧咪草烟的抗性水平及抗性机制

摘要

为明确耐甲氧咪草烟水稻田中稗草的抗性情况和抗性机制，2023年10月自南京市江北新区连续种植6年以上抗甲氧咪草烟水稻金粳818的田块中采集西来稗Echinochloa crus-galli var.zelayensis、无芒稗E. crus-galli var. mitis、硬稃稗E. glabrescens和稗E. crus-galli var. crus-galli，采用整株剂量反应试验测定这4个种群对甲氧咪草烟的敏感性，并测定其对甲氧咪草烟、双草醚和五氟磺草胺3种乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase,ALS）抑制剂类除草剂的抗性水平，并通过靶标基因ALS测序和ALS活性变化初步探索其靶标抗性机制。结果显示：西来稗、无芒稗、硬稃稗和稗4个稗草种群对甲氧咪草烟均产生了抗性，其抗性指数分别为32.92、25.27、33.95和21.35；且这4个抗性稗草种群对双草醚和五氟磺草胺产生不同水平的交互抗性，其中对双草醚的抗性指数分别为11.03、13.17、13.71和13.89，对五氟磺草胺的抗性指数分别为29.56、25.32、34.03和28.51。这4个抗性稗草种群ALS3中第549位氨基酸由色氨酸Trp突变为亮氨酸Leu。45 g/hm²甲氧咪草烟处理3 d后，硬稃稗、西来稗、无芒稗和稗敏感种群的ALS活性分别为0.77、0.68、0.83和0.72 U，均较处理前显著下降；硬稃稗、西来稗、无芒稗和稗抗性种群的ALS活性分别为1.81、1.76、1.89和1.86 U，均较处理前显著下降，且显著高于其对应敏感种群。综上所述，ALS3基因突变是4种稗草对甲氧咪草烟产生抗性的主要原因之一，并同时赋予其对其他ALS类除草剂的交互抗性。

关键词

稗 / 西来稗 / 无芒稗 / 硬稃稗 / 甲氧咪草烟 / 乙酰乳酸合成酶 / 基因突变 / 抗性水平