第十章 抗药性杂草的鉴定原理与检测方法
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在Chla荧光动力学各参数中，Fv/F0 反映了PSII 的潜在活性， Fv/Fm 表征了光合细胞中PSII原 初光能转换效率的大小，∆Fv/T 为可变荧光猝 灭速率, 它反映了光合电子传递速率的大小。
离体叶绿体测定技术
希尔反应测定技术
提取的叶绿体在光照放出氧气使希尔反应介质中染 料2,6-二氯酚靛酚（DCPIP） （氧化型呈蓝色) 还原 （还原型无色 ） 。
周期长
重复性好，可对田间 工作量大，时 正在生长的杂草实现 间长 快速抗药性检测
快速、灵敏、操作简 数据分析处理
便
复杂，实验条
件稳定
快速、准确
较高的操作技 术，一定的设 备
快速、准确且不受季 对试验条件和 节和环境条件限制 技术要求严格
生理生化鉴定法
DNA分析技术鉴 定法
能够适用于不同作 用机制除草剂的抗 药性生物型的鉴定 绝大多数除草剂的 抗药性生物型均适 用 光合作用抑制剂杂 草抗性生物型
靶标已明确的除草 剂的抗药性生物型
已经获知编码基因 的除草剂靶标酶
简便易行，可同时进 需要的温室空
行大批量植株的试验 间较大，试验
工作，重复性好
荧光反应测定技术
用激发光照射叶绿体悬浮液，测定叶绿素发射的荧
光。
测定叶绿素含量的变化
光合速率测定法
光合作用抑制剂杂草抗性生物型在处理后其光 合速率变化不大，而敏感生物型的则受到严重 抑制。
主要有 红外线CO2测定法、氧电极测定法、pH 比色法、气流测定法、改进的干重测定法和半 叶法等。
过滤纸吸取营养液； 种子在滤纸上发芽，一段时间后，把带根 (长3～5mm)
的种子转移到封闭的瓶中滤纸上，将不同浓度的药剂溶 液加到瓶中； 在一定条件下培养，通过测量芽长或胚芽鞘的长度测定 杂草的抗药性水平。
二、器官或组织水平测定
根据杂草对除草剂产生的局部反应，抗药性 杂草往往会在组织或器官的形态结构上表现 出差异性，测定这种差异便可以鉴定抗药性。
花粉粒萌发法
把种子种植在粗沙和泥炭 (体积比1∶3) 的混 合物中，在温室内培养（同分蘖检测法）；
剪取具花药的、刚从颖片抽出的穗，转移到盛 水的烧杯中；
放在距冷光 20 cm 的地方，诱导释放花粉；
把花粉震落到 0.25%含系列浓度药剂的固体琼 脂培养基上。
一定条件下培养一段时间后，用显微镜 (200 倍) 观察花粉萌发情况。
溶液的试管中，抽真空。 小圆片下沉至试管底部，解除真空，加入少量
NaHCO3溶液，照光。
对除草剂不敏感或产生抗药性的生物型，光合 作用未被抑制，组织间产生足够多的O2，叶圆 片上浮；
而对除草剂敏感的生物型，光合作用受抑制， 不能产生足够多的O2，圆片仍沉在试管底部。
此法可鉴定对抑制光合作用的除草剂产生抗性 的生物型。
第十章
杂草抗药性检测方法
一、整株水平测定 二、器官或组织水平测定 三、细胞或细胞器水平测定 四、分子水平测定
一、整株水平测定
Ryan法 幼苗检测法
Ryan法
从怀疑有抗药性杂草生物型和从未使用过除草剂的 田块采集杂草种子；
按小区大田播种或温室盆栽。 在播后芽前或苗后进行常规施药处理。 药剂设置不同浓度梯度，测定不同剂量下杂草的出
呼吸速率测定法
五氯酚钠、二硝酚、二乐酚、碘苯腈、溴苯 腈、敌稗、氯苯胺等除草剂抑制呼吸作用。
测定方法可参照光合速率测定法。
四、分子水平测定
生理生化测定
对于作用靶标明确的除草剂，可通过测定靶标酶 或与靶标酶催化的反应存在密切关联的酶的活性 差异或某些代谢物的差异判断杂草抗药性。
DNA 分析技术
荧光反应被称为光合作用的探针。 光合作用抑制剂，如取代脲类、三氮苯类或脲嘧啶类，
处理植物叶片时，光合作用抑制剂阻断电子由QA到QB 的传递； 光系统II的还原端被中断, 捕获的光能不能往下传递， 叶绿素a处于激发态，以荧光的方式释放能量，通过测 定叶绿素a发射荧光的强弱可以检测抗药性。
测定叶片中荧光强度来鉴定光系统II的功能。 叶绿体荧光测定须在黑暗中进行。
培养皿种子检测法 分蘖检测法 叶圆片浸渍技术测定法 花粉粒萌发法 茎切面再生苗测定法
培养皿种子检测法
把催芽的杂草种子放在加入药剂的琼脂平面 或浸药的滤纸上培养，通过测定发芽率、主 根长、鲜重或干重等指标鉴定抗药性。
此法相对快速、廉价、可靠，尤其是对大量 杂草种群的常规抗药性检测非常重要。
5-烯醇丙酮酸基莽草酸-3-磷酸酯合成酶（EPSPS）
草甘膦
谷氨酰胺合成酶（GS）
草铵膦、双丙氨膦
乙酰辅酶A羧化酶（ACCase)
芳氧苯氧基丙酸酯类、环己烯酮类
咪唑-甘油磷酸脱水酶（IGPD）：杀草强
叶圆片亚硝酸还原酶活性测定法
抑制光合作用的除草剂能导致植物绿色组织中 亚硝酸还原酶的活性下降，亚硝酸浓度增加， 同时还使光系统II中的电子载体部位受到抑制。
苗率、死亡率、叶面积、鲜重、干重等指标。 与对照比较，以确定抗药性水平。
特点：
简便易行，大批量植株可同时进行 重复性较好 能够提供杂草交互抗性或多抗性方面的信息 可以指导轮换用药 无法确定抗药性产生的原因和机理等问题 实验周期较长
幼苗检测法
在玻璃试管中放置湿润的滤纸，把种子摆放在滤纸上； 然后将试管放到盛有营养液 (不含药剂) 的培养皿中，通
应用较多的是主根长测定法。
分蘖检测法
把种子种植在粗沙和泥炭(体积之比1:3) 的混 合物中，在温室内培养。
选取3叶期 (第3叶未充分展开)正生长的分蘖， 小心地除去根。
把分蘖放在高浓度的药剂溶液中。 一段时间后，通过比较第3叶坏死程度来评价
杂草的抗药性水平。
叶圆片浸渍技术测定法
将健康的叶片用打孔器打取相同面积的叶圆片， 将叶圆片浸渍在含有一定浓度除草剂的磷酸缓冲
萌发花粉计数以花粉管长度至少达半个花粉粒 长度为准。
该法可对田间正在生长的杂草实现快速抗药性检测
茎切面再生苗测定法
盆栽法栽种杂草生长至3叶1心期， 用一定剂量的除草剂茎叶处理， 一定时间后 (视除草剂吸收情况) 沿第2叶部位
切除上部植株， 通过测定再生的茎段长度检测杂草抗药性。
可用于禾本科杂草对内吸传导型除草剂的抗性检测
电镜测定法
通过观察形态学变化亦可检测鉴定除草剂抗性 生物型。
常用组织的石蜡切片、根尖、茎尖、花粉母细 胞的压片等。
三、细胞或细胞器水平测定
叶片叶绿素荧光测定法 离体叶绿体测定技术 光合速率测定法 呼吸速率测定法
叶片叶绿素荧光测定法
根据组织中亚硝酸还原酶的活性可鉴定抑制光 合作用的除草剂抗性生物型。
莽草酸检测法
草甘膦直接影响芳族氨基酸的生物合成，从而 导致莽草酸的积累。
抗性杂草经草甘膦处理后体内莽草酸的积累较 少，而敏感杂草体内的莽草酸则可积累到相当 的水平。
可通过检测杂草体内莽草酸的含量来监测和预 防抗草甘膦杂草的发生。
2.0
1.5
1.0
0.5 1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 处理时间（天） T reat time(day)
苯磺隆对GSTs活性的影响
DNA分析技术
运用RAPD指纹图谱的变化检测杂草的抗药 性变异体。
已经获知编码基因的除草剂靶标酶 。
方法
适用范围
优点
缺点
温室整株植物测 定法组织
组织或器官的形 态结构比较鉴定 法 细胞或细胞器水 平测定
对于已经获ห้องสมุดไป่ตู้编码基因的除草剂靶标酶，可使用 DNA分析技术判断杂草的抗药性。
生理生化测定
乙酰乳酸合成酶（ALS）
磺酰脲类、咪唑啉酮类、磺酰胺类和嘧啶水杨酸类
原卟啉原氧化酶Ⅸ（Protox）
环亚胺类、二苯醚类
类胡萝卜素合成相关酶（PDS、ZDS、HPPD）
广灭灵、哒草伏、嘧啶类、哒嗪酮类
酶联免疫测定 (ELISA) 法
运用ELISA法制备与杂草抗药性有关的某些关 键酶的单克隆抗体，通过酶的级联放大作用检 测杂草的抗药性。 ，
专一、灵敏、微量、简便、快速。
谷胱甘肽转移酶(GSTs)
GSTs相对活力 The GSTs relative activity
3.5 R
3.0 S
2.5
离体叶绿体测定技术
希尔反应测定技术
提取的叶绿体在光照放出氧气使希尔反应介质中染 料2,6-二氯酚靛酚（DCPIP） （氧化型呈蓝色) 还原 （还原型无色 ） 。
周期长
重复性好，可对田间 工作量大，时 正在生长的杂草实现 间长 快速抗药性检测
快速、灵敏、操作简 数据分析处理
便
复杂，实验条
件稳定
快速、准确
较高的操作技 术，一定的设 备
快速、准确且不受季 对试验条件和 节和环境条件限制 技术要求严格
生理生化鉴定法
DNA分析技术鉴 定法
能够适用于不同作 用机制除草剂的抗 药性生物型的鉴定 绝大多数除草剂的 抗药性生物型均适 用 光合作用抑制剂杂 草抗性生物型
靶标已明确的除草 剂的抗药性生物型
已经获知编码基因 的除草剂靶标酶
简便易行，可同时进 需要的温室空
行大批量植株的试验 间较大，试验
工作，重复性好
荧光反应测定技术
用激发光照射叶绿体悬浮液，测定叶绿素发射的荧
光。
测定叶绿素含量的变化
光合速率测定法
光合作用抑制剂杂草抗性生物型在处理后其光 合速率变化不大，而敏感生物型的则受到严重 抑制。
主要有 红外线CO2测定法、氧电极测定法、pH 比色法、气流测定法、改进的干重测定法和半 叶法等。
过滤纸吸取营养液； 种子在滤纸上发芽，一段时间后，把带根 (长3～5mm)
的种子转移到封闭的瓶中滤纸上，将不同浓度的药剂溶 液加到瓶中； 在一定条件下培养，通过测量芽长或胚芽鞘的长度测定 杂草的抗药性水平。
二、器官或组织水平测定
根据杂草对除草剂产生的局部反应，抗药性 杂草往往会在组织或器官的形态结构上表现 出差异性，测定这种差异便可以鉴定抗药性。
花粉粒萌发法
把种子种植在粗沙和泥炭 (体积比1∶3) 的混 合物中，在温室内培养（同分蘖检测法）；
剪取具花药的、刚从颖片抽出的穗，转移到盛 水的烧杯中；
放在距冷光 20 cm 的地方，诱导释放花粉；
把花粉震落到 0.25%含系列浓度药剂的固体琼 脂培养基上。
一定条件下培养一段时间后，用显微镜 (200 倍) 观察花粉萌发情况。
溶液的试管中，抽真空。 小圆片下沉至试管底部，解除真空，加入少量
NaHCO3溶液，照光。
对除草剂不敏感或产生抗药性的生物型，光合 作用未被抑制，组织间产生足够多的O2，叶圆 片上浮；
而对除草剂敏感的生物型，光合作用受抑制， 不能产生足够多的O2，圆片仍沉在试管底部。
此法可鉴定对抑制光合作用的除草剂产生抗性 的生物型。
第十章
杂草抗药性检测方法
一、整株水平测定 二、器官或组织水平测定 三、细胞或细胞器水平测定 四、分子水平测定
一、整株水平测定
Ryan法 幼苗检测法
Ryan法
从怀疑有抗药性杂草生物型和从未使用过除草剂的 田块采集杂草种子；
按小区大田播种或温室盆栽。 在播后芽前或苗后进行常规施药处理。 药剂设置不同浓度梯度，测定不同剂量下杂草的出
呼吸速率测定法
五氯酚钠、二硝酚、二乐酚、碘苯腈、溴苯 腈、敌稗、氯苯胺等除草剂抑制呼吸作用。
测定方法可参照光合速率测定法。
四、分子水平测定
生理生化测定
对于作用靶标明确的除草剂，可通过测定靶标酶 或与靶标酶催化的反应存在密切关联的酶的活性 差异或某些代谢物的差异判断杂草抗药性。
DNA 分析技术
荧光反应被称为光合作用的探针。 光合作用抑制剂，如取代脲类、三氮苯类或脲嘧啶类，
处理植物叶片时，光合作用抑制剂阻断电子由QA到QB 的传递； 光系统II的还原端被中断, 捕获的光能不能往下传递， 叶绿素a处于激发态，以荧光的方式释放能量，通过测 定叶绿素a发射荧光的强弱可以检测抗药性。
测定叶片中荧光强度来鉴定光系统II的功能。 叶绿体荧光测定须在黑暗中进行。
培养皿种子检测法 分蘖检测法 叶圆片浸渍技术测定法 花粉粒萌发法 茎切面再生苗测定法
培养皿种子检测法
把催芽的杂草种子放在加入药剂的琼脂平面 或浸药的滤纸上培养，通过测定发芽率、主 根长、鲜重或干重等指标鉴定抗药性。
此法相对快速、廉价、可靠，尤其是对大量 杂草种群的常规抗药性检测非常重要。
5-烯醇丙酮酸基莽草酸-3-磷酸酯合成酶（EPSPS）
草甘膦
谷氨酰胺合成酶（GS）
草铵膦、双丙氨膦
乙酰辅酶A羧化酶（ACCase)
芳氧苯氧基丙酸酯类、环己烯酮类
咪唑-甘油磷酸脱水酶（IGPD）：杀草强
叶圆片亚硝酸还原酶活性测定法
抑制光合作用的除草剂能导致植物绿色组织中 亚硝酸还原酶的活性下降，亚硝酸浓度增加， 同时还使光系统II中的电子载体部位受到抑制。
苗率、死亡率、叶面积、鲜重、干重等指标。 与对照比较，以确定抗药性水平。
特点：
简便易行，大批量植株可同时进行 重复性较好 能够提供杂草交互抗性或多抗性方面的信息 可以指导轮换用药 无法确定抗药性产生的原因和机理等问题 实验周期较长
幼苗检测法
在玻璃试管中放置湿润的滤纸，把种子摆放在滤纸上； 然后将试管放到盛有营养液 (不含药剂) 的培养皿中，通
应用较多的是主根长测定法。
分蘖检测法
把种子种植在粗沙和泥炭(体积之比1:3) 的混 合物中，在温室内培养。
选取3叶期 (第3叶未充分展开)正生长的分蘖， 小心地除去根。
把分蘖放在高浓度的药剂溶液中。 一段时间后，通过比较第3叶坏死程度来评价
杂草的抗药性水平。
叶圆片浸渍技术测定法
将健康的叶片用打孔器打取相同面积的叶圆片， 将叶圆片浸渍在含有一定浓度除草剂的磷酸缓冲
萌发花粉计数以花粉管长度至少达半个花粉粒 长度为准。
该法可对田间正在生长的杂草实现快速抗药性检测
茎切面再生苗测定法
盆栽法栽种杂草生长至3叶1心期， 用一定剂量的除草剂茎叶处理， 一定时间后 (视除草剂吸收情况) 沿第2叶部位
切除上部植株， 通过测定再生的茎段长度检测杂草抗药性。
可用于禾本科杂草对内吸传导型除草剂的抗性检测
电镜测定法
通过观察形态学变化亦可检测鉴定除草剂抗性 生物型。
常用组织的石蜡切片、根尖、茎尖、花粉母细 胞的压片等。
三、细胞或细胞器水平测定
叶片叶绿素荧光测定法 离体叶绿体测定技术 光合速率测定法 呼吸速率测定法
叶片叶绿素荧光测定法
根据组织中亚硝酸还原酶的活性可鉴定抑制光 合作用的除草剂抗性生物型。
莽草酸检测法
草甘膦直接影响芳族氨基酸的生物合成，从而 导致莽草酸的积累。
抗性杂草经草甘膦处理后体内莽草酸的积累较 少，而敏感杂草体内的莽草酸则可积累到相当 的水平。
可通过检测杂草体内莽草酸的含量来监测和预 防抗草甘膦杂草的发生。
2.0
1.5
1.0
0.5 1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 处理时间（天） T reat time(day)
苯磺隆对GSTs活性的影响
DNA分析技术
运用RAPD指纹图谱的变化检测杂草的抗药 性变异体。
已经获知编码基因的除草剂靶标酶 。
方法
适用范围
优点
缺点
温室整株植物测 定法组织
组织或器官的形 态结构比较鉴定 法 细胞或细胞器水 平测定
对于已经获ห้องสมุดไป่ตู้编码基因的除草剂靶标酶，可使用 DNA分析技术判断杂草的抗药性。
生理生化测定
乙酰乳酸合成酶（ALS）
磺酰脲类、咪唑啉酮类、磺酰胺类和嘧啶水杨酸类
原卟啉原氧化酶Ⅸ（Protox）
环亚胺类、二苯醚类
类胡萝卜素合成相关酶（PDS、ZDS、HPPD）
广灭灵、哒草伏、嘧啶类、哒嗪酮类
酶联免疫测定 (ELISA) 法
运用ELISA法制备与杂草抗药性有关的某些关 键酶的单克隆抗体，通过酶的级联放大作用检 测杂草的抗药性。 ，
专一、灵敏、微量、简便、快速。
谷胱甘肽转移酶(GSTs)
GSTs相对活力 The GSTs relative activity
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