中国农科院植保所揭示反枝苋多抗性产生的靶标与非靶标代谢抗性机制
日期:2021-02
反枝苋(Amaranthus retroflexus L.)是玉米、大豆、棉花等秋熟旱作物田的重要恶性杂草,通常可造成大豆减产20%以上,严重威胁我国粮食安全生产。噻吩磺隆属磺酰脲类除草剂,是大豆田防除以反枝苋为主的阔叶杂草的主要除草剂之一。在黑龙江等省区大豆田,有些反枝苋种群在田间三次用药下都难以有效防除,已成为生产中亟待解决的重要问题。
2021年2月,中国农科院植保所在杂草专业期刊Weed Science上发表了题为Target-site mutation and enhanced metabolism confer resistance to thifensulfuron-methyl in a multiple-resistant redroot pigweed (Amaranthus retroflexus) population的研究论文。该研究发现了我国大豆田对噻吩磺隆和氟磺胺草醚具有抗性的反枝苋种群,其抗性的产生是由于靶标基因突变和非靶标代谢导致。
在前期工作中,课题研究人员已系统揭示了反枝苋对咪唑乙烟酸、烟嘧磺隆等乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂的抗药性机理(Chen et al., 2015; Huang et al., 2016; Huang et al., 2019);并初步解析了反枝苋Arg-128-Gly突变导致对氟磺胺草醚抗药性机理(Huang et al., 2020)。本研究进一步通过整株生物测定法检测到了对噻吩磺隆具有高抗性的反枝苋种群R,其抗性倍数达61.80倍。体外ALS活性检测结果表明,R种群对噻吩磺隆抗药性倍数为40.17倍。马拉硫磷前处理显示R种群可能存在细胞色素P450介导的非靶标代谢抗性。同时,R种群对ALS抑制剂咪唑乙烟酸、氟唑磺隆、双草醚表现出交互抗性;对原卟啉原氧化酶(PPO)抑制剂氟磺胺草醚和乳氟禾草灵表现出多抗性。扩增靶标ALS和PPO2基因发现,R种群同时存在Trp-574-Leu和Arg-128-Gly突变。上述研究为我国大豆田科学防控抗药性反枝苋提供了重要理论依据。
论文连接:https://doi.org/10.1017/wsc.2020.93。
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