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    1. 菵草對3種ACCase抑制劑抗性的瓊脂快速檢測方法建立

      發布時間:2025-06-16 17:46:45   來源:作文大全    點擊:   
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      材料與方法

      1.1材料

      供試菵草種群的采集地點及相關信息見表1。

      供試除草劑及試劑:69 g/L精唑禾草靈水乳劑(拜耳作物科學有限公司)、15%炔草酯可濕性粉劑(瑞士先正達作物保護有限公司)、108 g/L高效氟吡甲禾靈乳油(美國陶氏益農公司)。瓊脂粉購于上海倍卓生物科技有限公司。試驗儀器:噴霧設備為ASS-4型行走式噴霧設備(國家農業信息化工程技術研究中心),配備Tee Jet 8003扇形噴頭。

      1.2方法

      1.2.1菵草不同種群對3種除草劑抗性水平的整株測定菵草幼苗的準備:將壤土與有機肥料按 3 ∶[KG-*3]1 混合均勻,裝于直徑為9 cm的塑料盆缽內備用。用0.1%GA3浸泡菵草種子12~24 h,打破休眠,用清水反復清洗后均勻播種在事先準備好的盆缽中,均勻覆土,置于溫室條件下培養,白天溫度20~27 ℃,夜間溫度12~17 ℃,培養期間按需澆水。待菵草生長至2~3葉期,間苗,每盆保留生長一致的植株10株。藥劑處理:根據預試驗,設計每種藥劑的濃度梯度,每處理重復3次,詳見表2。噴霧壓力0275 MPa,噴液量367.5 kg/hm2。

      數據調查與分析:施藥21 d后,將菵草地上部分剪下,80 ℃烘干并稱其干質量,計算干質量抑制率,將干質量抑制率和藥劑劑量進行轉換,擬合回歸方程:

      [JZ]Y=b+kX。

      式中:Y為概率值(將地上部分干質量抑制率轉換成概率值);b為截距;k為斜率;X為lg(藥劑劑量)。

      根據上面的公式計算各種群的GR50值(GR50值表示在藥劑作用下,植物干質量降低 50%時,所需要的藥劑劑量),并根據下面公式計算抗藥性指數(resistance index,RI)

      RI=抗性種群GR50/敏感種群GR50。

      1.2.2菵草對3種除草劑抗性的瓊脂法檢測試驗所需菵草幼苗的培養方法同“1.2.1”節。瓊脂培養基制作方法:稱取瓊脂粉,在500 mL三角瓶中加水配制成0.7%濃度瓊脂培養基,加熱充分溶解瓊脂。配制精唑禾草靈、高效氟吡甲禾靈、炔草酯系列濃度梯度100倍母液,待瓊脂液冷卻至50 ℃時,加入配制好的3種除草劑母液,使終濃度為0.05、0.10、0.20、0.40、0.80 μmol/L,迅速搖勻后倒入 100 mL 三角瓶中,每三角瓶內50 mL。以不加入除草劑的瓊脂培養基為對照。菵草幼苗接種:將培養至 2~3 葉期的菵草幼苗從土壤里挖出,操作時不要傷害根系,輕輕洗掉根系上的土壤,將洗凈的幼苗放在吸水紙上,剪斷過長的葉子。用鑷子將根部插入培養基中。每個三角瓶接種10株幼苗,每處理重復3次。接種后用封口膜封住瓶口,在夜晚溫度為 (16±1) ℃、白天溫度為(21±1) ℃、12 h/d光照條件下培養。接種當天記為培養0 d,每隔24 h觀察各處理新根生長情況至培養12 d,記錄生長新根的株數,計算新根率。

      新根率=生長新根株數/接種總株數×100%。

      [BT1-*3][STHZ]2結果與分析

      2.1菵草不同種群對3種除草劑抗性水平的整株測定

      菵草種群對精唑禾草靈、高效氟吡甲禾靈和炔草酯的抗性水平整株測定結果見表3。結果顯示,WC4#對3種除草劑的GR50分別為38.8、22.9、49.5 g a.i./hm2,均低于田間推薦劑量60、30和50 g a.i./hm2,此種群生長在荒地,無施藥歷史,為相對敏感種群。WC5#和WC8#對這3種藥劑都產生了抗性,WC5#和WC8#對精唑禾草靈的抗性指數分別為60.8和75.1;對高效氟吡甲禾靈的抗性指數分別為18.5和12.3;對炔草酯的抗性指數分別為34.8和12.2。

      2.2菵草對3種除草劑抗性的瓊脂法檢測

      3個菵草種群在不含除草劑的瓊脂培養基中的新根率隨時間的變化情況見圖1。WC4#、WC5#、WC8#的對照組從培養2 d開始就能夠觀察到新根發生,培養4 d新根率分別為26.67%、56.67%和667%,培養4~7 d新根率直線上升,培養7~11 d陸續達到最高,培養11 d新根率分別達到93.33%、100%和100%,培養12 d新根率不再增加,從地上部分已能觀測到沒有生長新根的植株死亡。

      接種在含有0.05~0.20 μmol/L精唑禾草靈培養基的3個菵草種群,從培養2~3 d開始觀察到新根發生,敏感種群WC4#在0.40、0.80 μmol/L濃度下隨時間變化沒有新根生長,抗性種群WC5#和

      [FK(W11][TPZHM1.tif]

      WC8#在0.40、0.80 μmol/L下最遲培養4 d可以觀察到新根生長,培養5~11 d各濃度下菵草新根率持續增加,培養11 d菵草新根率達到最大值。3個菵草種群在含有高效氟吡甲禾靈和炔草酯的培養基中表現出與精唑禾草靈相似的規律。敏感種群在0.05~0.10 μmol/L高效氟吡甲禾靈培養基中,培養2~3 d開始有新根生長,0.20 μmol/L及以上濃度下沒有新根生長,而抗性種群WC5#和WC8#在所有濃度下培養2~4 d均開始有新根生長。敏感種群在0.05~0.2 μmol/L 炔草酯培養基中培養2~3 d開始有新根生長,0.40、0.80 μmol/L濃度下沒有新根生長,抗性種群WC5#和WC8#在所有濃度下培養2~4 d均開始有新根生長(表4)。

      3結論與討論

      ACCase抑制劑類除草劑由于對禾谷類作物和雙子葉作物田中的禾本科雜草均有較好的防效而被廣泛使用[11],但其作為抗性高風險級除草劑,單一連續使用后抗性發生較快[12]。劉寶祥等研究表明,連續施用精唑禾草靈9年后,菵草產生了抗性[13]。對田間雜草抗藥性進行監測是及早發現和控制抗性發展的有效手段。目前常用的抗藥性雜草的檢測方法有以種子為檢測對象的整株測定法和培養皿種子測定法、以花粉為檢測對象的花粉萌發法、基于DNA的分子檢測法等。整株測定法最常用于測定雜草對除草劑的抗性水平,能夠較真實地模擬田間情況,反映雜草對除草劑的反應,但其檢測周期長,占地大,不適應田間快速早期抗性的診斷。楊彩虹等采用培養皿種子測定法檢測了日本看麥娘對高效氟吡甲禾靈的抗性水平,與整株測定法相比具有較好的相關性,占地小,省力,但因以種子為試材,不能在生長當季進行檢測[14]。Letouzé等運用花粉萌發法以花粉萌發率為指標,測定了大穗看麥娘(Alopecurus myosuroides)對精唑禾草靈、炔草酯、噻草酮的抗性水平,此法快速,但也有其局限性,如只能在開花季節進行檢測,因而錯過了最佳防除時機[9]。隨著抗藥性機制的深入研究,分子水平上的檢測方法也很常見[15-17],Délye等運用等位基因特異性PCR技術(allele-specific PCR,AS-PCR)檢測了硬直黑麥草(Lolium rigidum)和大穗看麥娘對禾草靈、炔草酯和噻草酮的抗性突變[16]。Kaundun等運用衍生酶切擴增序列多態性技術(derived cleaved amplified polymorphic sequences,dCAPS)檢測了黑麥草(Lolium perenne)、大穗看麥娘、野燕麥(Avena fatua)和狗尾草(Setaria viridis)的ACCase基

      因第1781位由異亮氨酸突變為亮氨酸[17]。分子檢測法能夠快速實時檢測田間抗性,但成本較高,更為重要的是對于非靶標突變的抗性種群不能有效檢測。Kaundun等運用瓊脂法,以存活率為指標,篩選出多花黑麥草(Lolium multiflorum)對唑啉草酯和炔草酯的抗性檢測濃度分別為0.16、0.32 μmol/L,硬直黑麥草對甲基二磺隆碘鹽(iodo-mesosulfuron)的抗性檢測濃度為0.05 μmol/L,表明瓊脂法檢測結果與整株測定法的檢測結果具有較高的相關性,檢測周期為 10 d[10]。Kaundun等還將此方法應用在野燕麥、大穗看麥娘、狗尾草和奇異虉草(Phalaris paradoxa)對唑啉草酯的抗性檢測[11]。[JP2]本研究在上述瓊脂法的基礎上進行改進,通過每天觀測新根率變化來判斷植株是否存活,結果顯示,精唑禾草靈檢測濃度為0.40 μmol/L,高效氟吡甲禾靈檢測濃度為 0.20 μmol/L,[JP]炔草酯檢測濃度為0.40 μmol/L。通過觀測地上部分判斷存活率需要7~10 d,通過觀測生長新根的情況判斷存活率只需要4 d,顯著縮短了檢測時間。瓊脂法可以在施用除草劑之前對田間的菵草幼苗取樣,進行抗性檢測。例如在冬季或春季田間菵草1~3葉期時,用含有相應濃度除草劑的瓊脂培養基進行檢測,4 d后就能得到結果,及時指導農民科學選藥,對有效治理菵草具有現實意義。此方法同樣可以用于目前抗藥性發展較快的日本看麥娘、看麥娘等其他雜草抗藥性的檢測及監測。

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