小麦田看麦娘对甲基二磺隆的抗性水平及分子机制初探

摘要

看麦娘是中国长江中下游地区稻茬麦田的主要恶性杂草之一,甲基二磺隆是防治小麦田看麦娘等禾本科杂草的重要除草剂。该研究团队前期在安徽省凤台县小麦田采集到疑似抗性种群看麦娘(AHFT-01),为明确其对甲基二磺隆的抗性发生情况及潜在的抗性机制,采用温室盆栽法在整株水平上测定了该种群对甲基二磺隆及其他乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂类除草剂的敏感性水平,并对看麦娘抗性和敏感种群ALS基因不同拷贝的全长序列进行了扩增、测序和比对。结果显示:相比敏感种群AHHN-02,疑似抗性种群AHFT-01已对甲基二磺隆产生了高水平抗性,其抗性倍数为28.50;ALS基因序列比对发现,AHFT-01种群植株ALS1基因第197位氨基酸发生了纯合突变,氨基酸密码子由脯氨酸(CCC)突变为苏氨酸(ACC),且突变频率高达100%。此外,AHFT-01种群看麦娘同时对其他ALS抑制剂类的咪唑乙烟酸、啶磺草胺及氟唑磺隆产生了不同水平的交互抗性,抗性倍数分别为8.18、10.15和10.13;并对乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)抑制剂类除草剂唑啉草酯产生了低水平的多抗性(抗性倍数为2.27),但对精噁唑禾草灵、烯草酮及光合系统II(PSII)抑制剂类除草剂异丙隆仍较为敏感。研究表明,ALS1基因第197位氨基酸突变是导致AHFT-01种群看麦娘对甲基二磺隆产生抗性的重要原因之一。