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油菜田看麦娘对精喹禾灵和烯禾啶交互抗性



全 文 :第47卷第9期
2008年9月
Vol. 47, No. 9
Sep. 2008
农 药
AGROCHEMICALS
油菜田看麦娘对精喹禾灵和烯禾啶交互抗性
黄世霞1,2,王庆亚1,张守栋1
(1.南京农业大学 植物科学系, 南京 210095; 2.安徽农业大学 生命科学院, 合肥 230036)
摘要:对高效氟吡甲禾灵抗性已检测过的看麦娘各居群,运用整株测定法与种子测定法来鉴定其对芳氧苯氧
丙酸类(aryloxyphenoxypropanoate,AOPP)另一除草剂精喹禾灵和环己烯酮类(cyclohexanedione,CHD)除草剂
烯禾啶产生交互抗性的水平。 结果表明:对高效氟吡甲禾灵敏感的JJSII、NAU、HFS看麦娘居群对烯禾啶和
精喹禾灵均表现敏感,对高效氟吡甲禾灵有抗性的JXRII、HFRII居群对烯禾啶表现为较高水平的抗药性,同
时对精喹禾灵表现为中等水平的抗性,存在交互抗性,而对高效氟吡甲禾灵表现为高抗性的LYR居群却对烯
禾啶表现为敏感,对精喹禾灵为较高水平的抗性。 可见看麦娘群体中存在不同的抗性模式。
关键词:看麦娘;拿捕净;精禾草克;交互抗性
中图分类号:S482.4 文献标志码:A 文章编号:1006-0413(2008)09-0679-03
Cross-resistance of Alopecurus aequalis to Sethoxydim and
Quizalofop-P-ethyl in the Rape Fields
HUANG Shi-xia1,2, WANG Qing-ya1, ZHANG Shou-dong1
(1.Department of Plant Science, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China;
2.College of Life Science, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China)
Abstract: Using the whole-plant bioassay and the seedling bioassay to detect the cross-resistance to quizalofop-P-
ethyl and sethoxydim within Alopecurus aequalis Sobol.. Populations, the results of this experiment show that
Alopecurus aequalis Sobol. from the rape field without herbicide treatment which have been detected susceptible to
haloxyfop-R is still susceptible to sethoxydim and quizalofop-P-ethyl, JXRII and HFRII from above 10 years which
have been detected resistance to haloxyfop-R are high resistant to sethoxydim and are middle resistant to quizalofop-
P-ethyl, while LYR which have been high resistant to haloxyfop is susceptible to sethoxydim, but it is still high
resistant to quizalofop-P-ethyl. It showed that different herbicide-resistant modes in Alopecurus aequalis Sobol.
populations were found.
Key words: Alopecurus aequalis Sobol.; sethoxydim; quizalofop-P-ethyl; cross-resistance
目前,越来越多的国家和地区出现了杂草抗药性问
题,给以化学防除为主的杂草综合管理措施提出了新的课
题,交互抗性与多抗性是杂草抗性最严重的新发展,特别
是尚未彻底阐明非靶标交互抗性及多抗性生物型杂草种
群,使杂草防除工作更加困难。 乙酰辅酶A羧化酶(acetyl
coenzyme A carboxylase,ACCase)抑制剂类除草剂主要有
芳氧苯氧丙酸(AOPP)和环己烯酮类除草剂(CHD)2大类,
他们对双子叶植物有高度的选择性、而且具有低的哺乳动
物毒性和良好的环境特性,在油菜田中广为使用[1]。 根据
Gressel按作用靶标、持效期、选择压、使用历史等分成的
3个风险级中,该抑制剂类除草剂属于抗性风险分级的高
风险级别[2],一般连续使用该类除草剂6~10年,就会产生
抗性[3]。 由于ACCase抑制剂类除草剂的抗性基因位点发
生多于1个功能突变码,故其抗性发展速度很快,且极易
发生交互抗性和多抗性。 在一些欧洲国家,解决对磺酰
脲类、ACCase抑制剂类及其他除草剂具有抗药性杂草的
危害,特别是多抗性和交互抗性杂草的危害问题,已经到
了刻不容缓的地步[4]。
本研究旨在提供油菜田恶性杂草看麦娘是否对AOPP类
另外一种除草剂精喹禾灵及CHD除草剂烯禾啶产生了交互
抗性,监测交互抗性的发生程度,为延缓看麦娘抗药性种
群的发展提供理论和实践依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 供试植物
试验所用的看麦娘各居群对高效氟吡甲禾灵
(haloxyfop-R)的抗性程度为:LYR居群对高效氟吡甲禾
灵已产生高抗性,JXRII、HFRII居群对高效氟吡甲禾灵
产生中等抗性,JJSII、NAU、HFS居群对高效氟吡甲禾
灵敏感[5]。
收稿日期:2008-04-21,修返日期:2008-06-25
基金项目:江苏省“十·五”攻关项目(BE2001346) ;安徽农业大学校长基金(2005)
作者简介:黄世霞(1978—),女,安徽全椒,讲师,硕士,主要从事杂草学、植物学方面的研究。 E-mail :huang9710024@yahoo.com.cn。
通讯作者:王庆亚。
应用技术-
680 第47卷农 药 AGROCHEMICALS
1.1.2 供试除草剂
12.5%烯禾啶EC(sethoxydim,日本曹达公司) ;
5%的精喹禾灵EC(quizalofop-P-ethyl,日本日产化学
工业公司)。
1.2 试验设计与方法
1.2.1 种子测定试验
各看麦娘居群种子用0.2%的KNO3溶液放在4 ℃冰箱中
浸泡,5 d后分别移入9 cm培养皿,每皿50粒,加入5 mL
的5%精喹禾灵EC 0、0.000 5、0.001、 .002、 .004、0.008、
0.016 mL/L及5 m的12.5%烯禾啶EC 0、0.000 5、 .001、
0.002、0.004、 .008、 .016、0.032 mL/L,重复4次,放入
18 ℃培养箱中暗培养,每隔2 d加入1 mL蒸馏水,7 d后量芽
长。 用SPSS统计软件得出非线形回归方程:y=k/(1+ebxc), 其
中y为依变量(代表芽长),x代表除草剂体积分数,k、b、c、
g为非线形曲线参数,GR50为抑制芽1/2长度时除草剂体积分
数,得出抗性比(R/S)[R/S=抗性居群抑制中浓度(RGR50)/敏感
性居群抑制中浓度(SGR50)]
[6-7]。
1.2.2 整株毒力测定
采集的HFRII、LYR、NAU、HFS、JJSII、JXRII杂草
种子催芽,分别移入直径9 cm的花盆中,每盆40株,配
5%精喹禾灵EC梯度剂量0、200、600、1 200、2 400 mL/hm2
及12.5%烯禾啶EC梯度剂量200、600、1 200、3 600 mL/hm2于
杂草3~4叶期进行茎叶喷雾处理,重复3次,20 d统计其死亡
率,称量地上部分鲜重,计算抑制率,处理剂量与抑制率
分别转化为对数值和机率值,得出毒力回归方程,比较
ED50值、抗性比R/S,确定抗性水平。
2 结果与分析
2.1 种子测定
2.1.1 对精喹禾灵抗药性的种子测定
用5%精喹禾灵处理,进行种子鉴定,见图1,除草剂剂
量为0.000 5 mL/L时,就已强烈抑制NAU、HFS、JJSII的芽
长,几乎胚芽刚出就死亡;而LYR、JXRII在0.016 mL/L时被
强烈抑制,HFRII则在0.008 mL/L时抑制。
前2种抗性程度较高;JJSII(R/S=1.29),NAU(R/S=1.00),HFS
(R/S=1.06),为敏感性。
表1 看麦娘幼芽长度与精喹禾灵剂量非线形方程参数
居群 k b c R2 - g GR50 R/S
JXRII16.74(0.51)23.22(5.69)16(1.25)0.97-4.50.011 10942.27
HFRII20.98(0.59)17.78(39.83)3.34(6.58)0.98-5.320.004 87618.55
JJSll18.36(0.48)38.41(6.27)4 81(0 .81)0 99-7.980.000 34 1.29
HFS18.16(0.49)49.67(12.67)6.07(1.50)0.99-8.180.000 2791.06
NAU16.13(0.31)42.87(7.53)5 20(0 .89)0 9-8.240.000 2631.00
LYR29.9 (0.91)28.45(11.85)6.53(2.84)0.97-4.350.012 81948.78
注:表中括号为标准误(standard errors)。
2.1.2 对烯禾啶抗药性的种子测定
用烯禾啶梯度剂量为0~0.032 mL/L除草剂溶液进行种子
鉴定,7 d后量芽长(见图2)。 除草剂剂量为0.001 mL/L时,
就已强烈抑制NAU、HFS、JJSII芽长;而LYR在0.002 mL/L
时被强烈抑制,HFRII则在0.008 mL/L时抑制,JXRII
到0.032 mL/L才被抑制。
图1 精喹禾灵处理对看麦娘幼苗生长的影响
对精喹禾灵抗药性研究结果见表1,LYR(R/S=48.78),
JXRII(R/S=42.27),HFRII(R/S=18.55),表现为抗性,而且
图2 拿捕净处理对看麦娘幼苗长度的影响
用SPSS统计软件非线形回归得出抑制中浓度GR50,根
据非线形回归方程:y=k/(1+ebxc),来鉴定抗性的发生情况。
由表2可知:JXRII(R/S=40.8)表现为高抗;HFRII(R/S=8.99)为
中抗;LYR(R/S=4.55),JJSII(R/S=1.14),NAU(R/S=1.02),
HFS(R/S=1.00)为敏感。
表2 幼芽长度与除草剂剂量非线形方程参数
居群 k b c R2 - g GR50 R/S
JXRII20.17(0.43)32.01(16.12)8.78(4.67)0.99-3.640.026 10140.80
JJSII19.50(0.25)26.49(1.16)3 67(0.16)0.99-7.210.000 7331.14
NAU15.58(0.08)34.73(0.65)4 74(0.089)0.9-7.330.000 6581.02
HFS18.83(0.02)43.98(0.22)5 98(0.03)1.00-7.350.000 64 1.00
LYR26.60(1.01)4.79(2.50)2(0.43)0.99-5.870.002 8264.55
HFRII20.39(0.67)13.10(3.12)2 54(0.65)0.99-5.160.005 7568.99
注:表中括号为标准误(standard errors)。
2.2 整株测定
2.2.1 对精喹禾灵产生抗药性的整株测定
配5%的精喹禾灵梯度剂量0~2 400 mL/hm2进行茎叶
喷雾处理结果(见表3)表明:NAU、HFS、JJSII在低剂
量200 mL/hm2就受到明显抑制,而HFRII 在1 200 mL/hm2
剂量下才受到明显抑制,LYR则在2 400 mL/hm2处理时才
达37.7%。
第9期 681
表3 精喹禾灵对看麦娘的鲜重防效 (%)
不同看麦娘 精喹禾灵处理剂量/(mL·hm-2)
居群 200 600 1200 2400
HFRII 17.9g 24.7g 52.3de64.4cd
LYR 12.1g 16.7g 18.1g 37.7f
N A U 55.6de70.1bc75.0abc79.3ab
HFS 49.4ef71.5bc81.6ab82.4ab
JJSII 51.5de73.0abc82.2ab85.8a
JXRII 12.9g 14.0g 32.2fg58.0de
由表4可看出:经精喹禾灵处理后,看麦娘居群
NAU、HFS、JJSII的ED50值分别为5.2~8.9 g a.i./hm2,抗性
指数为1~1.7,表明对精喹禾灵敏感。 HFRII,JXRII的抗性
指数分别为12.44和22.89,与看麦娘敏感性居群(S)显著差
异,连续施用高效氟吡甲禾灵8年后对精喹禾灵也产生了
一定的抗药性;LYR的ED50值为577.9 g a.i./hm2,抗性指数
则高达109.85,是高抗型。
表4 不同居群看麦娘对精喹禾灵抗性测定结果
不同看麦娘居群 毒力回归方程(y=) r2 ED50/(g a.i.·hm-2) R/S
HFRII 1.26x+3.960.91 65.4 12.44
LYR 0.71x+3.740.79 577.9 109.85
N A U 0.62x+5.170.97 5.2 1.00
HFS 0.83x+5.030.94 8.9 1.70
JJSII 0.98x+5.080.97 8.1 1.54
JXRII 1.24x+3.660.83 120.4 22.89
2.2.2 对烯禾啶产生抗药性的鲜重防效
配12.5%烯禾啶的梯度剂量0、200、600、1 200、
3 600 mL/hm2于杂草3~4叶期进行茎叶喷雾处理,重复3次,
约20 d称地上部分鲜重,计算鲜重防效,结果(见表5)表明:
NAU、HFS、JJSII、LYR在600 mL/hm2剂量下鲜重防效就已
达到70%以上,较为敏感;而HFRII在3 600 mL/hm2剂量下才
受到明显抑制,JXRII则在3 600 mL/hm2处理时才达31.0%,表
现为高抗。
表5看麦娘对烯禾定的鲜重防效 (%)
不同看麦娘 拿捕净处理剂量/(mL·hm-2)
居群 200 600 1 200 3 600
HFRII 7.0i 11.4i 13.1i 76.0bcd
LYR 40.0gh68.8de59.2ef79.1bcd
N A U 52.7f 73.2cd86.9ab87.4ab
HFS 49.7fg74.1cd71.1cd82.0abc
JJSII 50.3fg67.6de79.5bcd91.5a
JXRII 5.4i 13.5i 15.4i 31.0h
由表6可看出:看麦娘居群NAU、HFS、JJSII、LYR的
ED50值分别为1.61~3.99 kg a.i./hm2,抗性指数为1~2.47,表
明对烯禾啶敏感。 居群HFRII的ED50值为31.05 kg a.i./hm2,
抗性指数为19.25,与看麦娘敏感性居群(S)显著差异,对
烯禾啶也产生了一定的抗药性;JXRII的抗性指数则高达
131.60,是高抗型。
表6 不同居群看麦娘对烯禾定抗性测定结果
不同看麦娘居群 毒力回归方程(y=) r2 ED50/(g a.i.·hm-2) R/S
HFRII 1.66x + 2.5260.77 31.05 19.25
LYR 0.75x + 4.5460.78 3.99 2.47
N A U 0.90x + 4.8160.87 1.61 1.00
HFS 0.69x + 4.8160.85 1.87 1.16
JJSII 1.09x + 4.5460.99 2.61 1.62
JXRII 0.98x + 2.7160.70 212.25131.60
3 讨论
交互抗性即为某一杂草种群对2种或2种以上作用于
同一靶标或同一酶系统降解的除草剂产生的抗药性[8]。
测定抗药性的有关鉴定技术均可用于交互抗性的测定。
Heap等用对禾草灵已产生抗性的多花黑麦草验证了对
AOPP类除草剂其他2种除草剂——稳杀得和CGA82725产
生了交互抗药性,并还发现了对磺酰脲类的绿磺隆、
DPX-T6376也有交互抗性的现象[9]。 在南非,瑞士黑麦
草不仅对高效氟吡甲禾灵,稳杀得等ACCase抑制剂类除
草剂产生交互抗性而且对草甘膦,百草枯其他类别除草
剂产生多抗性,为害严重[10]。 在国内,对油菜田杂草的
抗性只是零星的报道,笔者通过各种鉴定方法证实看麦
娘对高效氟吡甲禾灵产生的抗性[5],杨彩宏等研究日本
看麦娘抗性时发现其对AOPP类精吡氟禾草灵、精喹禾
灵、精 唑禾草灵都产生了不同程度的交互抗性,但是
对CHD类除草剂烯禾定仍旧敏感[11]。
试验中已对高效氟吡甲禾灵抗性检测过的各居群,
进一步对烯禾啶进行抗性鉴定,各居群反应相差较大,
对高效氟吡甲禾灵高度抗性的LYR却对烯禾啶敏感,而
中等抗性的JXRII却对烯禾啶表现较高的抗性,其他居
群反应相同。 由于同种杂草的不同群体会产生不同类
型的抗药性生物型,故也会产生不同的交互抗性模式。
本研究中看麦娘对烯禾啶交互抗性具有下列4种不同
的抗性群体类型:对高效氟吡甲禾灵抗性,对烯禾啶
抗性;对高效氟吡甲禾灵抗性,对烯禾啶敏感;对上
述2种除草剂均具敏感和对这2种除草剂均具抗药性。
在对同一AOPP类除草剂精喹禾灵交互抗性研究表明原
先对高效氟吡甲禾灵产生不同抗性水平的居群,其抗性
反应基本一致。
本研究的交互抗性模式和水平,可能是由于存在
不同的突变而使整株表现了差异。 同时也说明AOPP
和CHD这2类除草剂虽然所作用的靶标酶相同,但其
具体的靶标位点可能不同。 可以从分子水平深入探讨
抗性及交互抗性产生的机理,是否是由于靶标的改变
而导致的。
(下转第688页)
黄世霞,等: 油菜田看麦娘对精喹禾灵和烯禾啶交互抗性
688 第47卷农 药 AGROCHEMICALS
表4 微量涂抹法和喷雾法测定除草剂对稗草的活性
除草剂品种 试验方法
回归方程 相关系数 EC50/变异系数
(y=) (r) (mg·L-1)CV/%
38%莠去津SC微量涂抹法 2.206x+0.0180.9910181.3851.98
喷雾法 2.003x+0.3180.9923217.3214.09
23.5%乙氧 微量涂抹法 1.648x+3.8180.99755.2165.99
氟草醚EC 喷雾法 1.213x+ .6380.998713.2744.70
41%草甘膦 微量涂抹法 4.491x-4.7960.9729151.8382.63
异丙胺盐SL 喷雾法 2.953x-1.7460.9729192.4371.12
3 讨论
试验所采用的微量活体涂抹法筛选技术是采用活体植
物进行化合物的筛选,克服了离体植物不包含植物体全部
信息的缺点,不会因植物的吸收、传导、代谢等原因而出
现阳性率高和漏筛现象。
微量涂抹法提高了指示植物对药剂的敏感度。 同
时,在相同的浓度下,用常用的PWT-510型定量喷
雾塔处理一次需喷液10 mL,而用微量涂抹法处理1次
用液量在0.5 mL以下,减少了用药量。 在微量涂抹法
试验时,莴苣、马唐和稗草播种6 d,反枝苋播种10 d
后,即可进行施药处理。 而常规喷雾法试验时,反枝
苋长到2叶期需要25 d,莴苣需要20 d,稗草和马唐需
要12 d。 如果在3~4叶期施药,则需要的时间更长。
微量涂抹法试验处理时,供试的植物比常规喷雾法处
理的叶龄小,对药剂反映敏感,处理到调查的间隔时
间短。 因此,微量涂抹法大大节省了时间。 微量涂抹
法和常规喷雾法的EC50值变异系数接近,表明微量涂
抹法试验可靠性和常规喷雾法相当。 微量涂抹法达到
了微量化、敏感化和节省时间的目的,可以做为一种
筛选茎叶处理除草剂的微量活体筛选方法。
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责任编辑:赵平
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责任编辑:赵平
(上接第681页)