马唐(Digitaria sanguinalis)是一年生禾本科马唐属植物,位列世界百种恶性杂草第11位,也是华北地区玉米、大豆、花生、棉花、高粱等作物田的主要杂草,对农作物危害程度大,防治困难。玉米田常年使用ALS抑制剂类除草剂-烟嘧磺隆对马唐进行防除,当前生产中开始显现ALS抑制剂类除草剂对马唐防效降低的现象。因此,阐明马唐对ALS类抑制剂除草剂的抗性机制,对杂草的科学合理防控,延缓抗性发展,保障粮食安全具有重要意义。
近日,我所杂草研究室在农林科学一区Top期刊《Pesticide Biochemistry and Physiology》在线发表了题为“Target-site mutation and enhanced metabolism endow resistance to nicosulfuron in a Digitaria sanguinalis population”的研究论文。通过对分布于河北省不同区域的268份马唐种群进行室内生物测定试验,鉴定得到抗、感烟嘧磺隆的马唐种群HBMT-15和HBMT-5,其中,抗性种群HBMT-15同时对氟唑磺隆、啶磺草胺和咪唑乙烟酸等其他ALS抑制剂类除草剂产生了不同程度的交互抗性(抗性指数2-4)。对靶标酶基因ALS的克隆测序结果表明, HBMT-15体内ALS基因发生Asp-376-Glu突变,表明其对ALS抑制剂类除草剂的抗性与靶标抗性机制相关,该突变位点为在马唐中的首次报道。喷施GSTs抑制剂NBD-Cl后,HBMT-15对烟嘧磺隆的抗性水平降至原来的47%。烟嘧磺隆处理后,敏感种群HBMT-5体内的GSTs活性被显著抑制,但诱导了抗性种群HBMT-15体内GSTs活性的增加,且显著高于敏感种群HBMT-5,表明其对ALS抑制剂类除草剂的抗性同时与GSTs介导的代谢抗性机制相关。
我所杂草研究室赵铂锤博士为论文第一作者,刘小民博士和王贵启研究员为论文共同通讯作者。该论文得到了国家自然科学基金(32202331)、河北省农林科学院基本科研业务费(2021060204)和河北省农林科学院科技创新专项(2022KJCXZX-LYS-13)等项目的资助。
论文发表地址:
https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2023.105488