第十章 抗药性杂草的鉴定原理与检测方法
杂草的抗药性研究进展与形成机理
杂草的抗药性研究进展与形成机理摘要：近10年来，全球杂草抗药性研究取得了重要进展。
由于过度依赖和长期使用相对有限的化学除草剂，导致了抗药性杂草的发生和发展，且杂草抗药性问题越来越突出。
抗药性杂草的形成既有其本身生物学方面的原因,也与外界因素,诸如除草剂种类、使用方式、种植制度以及农业生产条件等有密切关系。
抗药性杂草种群产生并迅猛发展对除草剂的使用和新化合物的研发提出了严峻挑战,因此建立一套抗药性杂草的检测技术极为必要。
关键词：杂草抗药性机理众所周知，杂草是严重威胁作物生产的一大类生物灾害。
为了克服杂草对作物的危害，在过去的50多年里，农田化学除草已成为全球现代农业生产的重要组成部分。
然而，由于过度依赖和长期使用相对有限的化学除草剂，导致了抗药性杂草的发生和发展，且杂草抗药性问题越来越突出。
近10年来，全球杂草抗药性研究取得了重要进展，随着研究的不断深入，生物测定、生理生化，尤其是分子生物学技术在杂草抗药性研究中得到广泛应用。
1杂草抗药性现状自20世纪50年代在加拿大和美国分别发现抗2,4-D的野胡萝卜（Daucus carota）和铺散鸭趾草（Commelinadiffusa）以来，全球已有188种（112种双子叶，76种单子叶）杂草的324个生物型在各类农田系统对19类化学除草剂产生了抗药性。
尤其是20世纪80年代中期后，全球抗药性杂草的发展在这些抗药性杂草中，抗乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂类除草剂杂草的发生速度十分惊人。
磺酰脲类除草剂是20世纪80年代初期才商业化的高活性除草剂，1982年澳大利亚就发现了抗磺酰脲类除草剂的瑞士黑麦草（Lolium rigidum），其后抗ALS抑制剂除草剂杂草生物型数量迅速超过抗三氮苯类除草剂的杂草生物型。
抗三氮苯类除草剂的杂草生物型发生较早，20世纪80年代中后期以来一直呈上升趋势，目前在25个国家已有67种抗三氮苯类除草剂的杂草生物型。
自第一例抗乙酰辅酶A羧化酶（ACCase）抑制剂类除草剂禾草灵（Diclofop）的瑞士黑麦草在澳大利亚出现后，智利、南非、西班牙、英国和美国也出现了多种抗乙酰辅酶A羧化酶（ACCase）抑制剂类除草剂的杂草，至今在26个国家已有35种抗此类除草剂的杂草生物型。
农田杂草识别与防除ppt课件
在生育期利用作物与杂草根系分布深浅差异，采取 表土施药，杀死表层浅根杂草而无害于深 根作物。如 果树根系入土很深，所以果园除草可以选用长效除草剂 阿特拉津、西玛津等。
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位差和时差选择性又称人为选择性，是根据除草 剂的特性，利用作物与杂草的生育特性的差异，通过 适当的施药技术而实现的。这种选择性的安全幅度小， 且要求一定的条件。
1.位差选择性 利用除草剂药层与作物根系(或种子)在土壤中所 处位置的不同产生的选择性。这是土壤处理施药的重 要依据之一。
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一般可通过三种方法获得位差选择性：
9
（2）大粒一年生阔叶杂草 双子叶，种子繁殖， 种子直径超过２毫米，发芽深度达５厘米，如果种子 在药层下发芽，则应用土表处理的除草剂难以防治， 如苍耳、鸭跖草、苘麻等。
（3）小粒一年生阔叶杂草 双子叶，种子繁殖， 种子直径小于２毫米，一般在０－２厘米土层发芽， 如藜、苋、荠、野西瓜苗等，用土壤处理除草剂可有 效的防治。
除草剂的选择性是相对的，与用药量、使用时期、 使用方法及环境条件等密切相关，若 使用不合理就会 失去选择性而使作物受害。为此，选择性是在一定条 件下的性能。
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2. 这类除草剂不具有选择性或选择性很小，草苗 不分，如果直接与作物接触将会伤及作物 。如百草 枯、草甘磷、五氯酚钠等。但这类除草剂通过适当 的施药技术，利用“时差”“位 差”原理，即人为 的选择性，也能安全有效地用于农田除草。
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（4）多年生禾本科杂草 种子及营养器官繁殖， 由于以地下营养器官繁殖为主，故用土壤处理除草剂 难以防治，耕翻后能再生，宜用传导性苗后茎叶处理 除草剂进行防治。此类杂草有狗牙根、假高梁、香附 子等。
农田杂草抗药性概述
杨彩宏等：农田杂草抗药性概述
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害极大。据不完全统计，中国农田有 1290 多种杂草， 分属 105 科 560 属 。 [1] 常年受杂草危害的土地面积超 过 7 400 万 hm2，在中国现有防治水平下，按因杂草危 害农作物平均减产 8%估算，直接经济损失高达 900 多 亿元。而在全世界范围内，农作物受杂草危害平均减 产 9.7%，其中粮食作物减产 10.4%。印度研究人员报 道，仅由于杂草造成水稻产量损失 41.6%，小麦 16.0%， 玉米 39.8%，棉花 30.5%[2]。
1942 年 2,4-D 的发现，揭开了近代化学除草的新 纪元，而不到 10 年的时间，即 1950 年在美国夏威夷的 甘蔗田，发现了多年生杂草竹节花（又称铺散鸭跖草） （Commelina diffusa）对 2,4-D 产生了抗药性，1957 年在 加拿大安大略省，又发现了野胡萝卜（Daucus carota） 对 2,4-D 产生了抗药性[7-12]，但是在起初的二十多年中 抗药性杂草只有零星发生。然而从 20 世纪 80 年代开 始，世界范围内大量应用除草剂，化学除草以其先进、 快速、经济、高效而成为现代农业必备的保障。世界除 草剂总产量（有效成分）每年为 70 万~80 万 t，约占化学 农药总量的 40%~50%，1990 年其销售值远远超过杀虫 或杀菌剂，但正如杀虫剂、杀菌剂一样，除草剂参与到 农业生态系统后，它所防治的对象便开始逐步产生生 态、生化或遗传的适应性[13]。1970 年 Ryan 报道了华盛 顿西部欧洲千里光（Senecio dubitabilis）对三氮苯类除 草剂产生抗性，之后全世界报道的抗药性杂草种类不 断增加。
这也给杂草的有效治理和现代农业生产提出了挑战。 20 世纪 90 年代至今农田杂草抗药性研究与治理已取 得了许多进展，笔者主要对农田杂草的危害现状和杂 草产生抗药性的历史、风险评估、检测方法及治理进行 了综述，为解决杂草抗药性问题提供理论参考。 1 农田杂草的危害现状
小麦田抗药性杂草监测鉴定防治技术规程
小麦田抗药性杂草监测鉴定防治技术规程1范围本文件确立了小麦田抗药性杂草监测、鉴定、防治技术要点以及注意事项。
本文件适用于XX省小麦田杂草化学防除技术的需要。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
NY/T1155.4农药室内生物测定试验标准除草剂第4部分：活性测定试验茎叶喷雾法NY/T1859.1-2010农药抗性风险评估第1部分：总则NY/T1859.4-2012农药抗性风险评估第4部分：乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂抗性风险评估NY/T1859.7-2014农药抗性风险评估第7部分：抑制乙酰辅酶A竣化酶除草剂抗性风险评估3术语和定义NY/T1667-2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
敏感种：能被登记除草剂的推荐剂量杀死的杂草种类。
敏感生物型：能被除草剂登记的推荐剂量杀死的杂草生物型。
抗性生物型：施药技术正确的前提下，敏感种内不能被除草剂登记的推荐剂量杀死的杂草生物型。
靶标抗药性：主要是由靶标位点突变导致的靶标酶敏感度降低或是由靶标酶的过量表达引起的。
非靶标抗药性：靶标抗性之外的抗性统称为非靶标抗性，主要包括杂草对除草剂的渗透、吸收和传导减少，除草剂的解毒代谢作用增强以及对除草剂的屏蔽作用或隔离作用等。
4小麦田抗药性杂草监测4.1确定重点监测区域根据除草剂田间用药历史以及种植户药效调查情况，对存在潜在除草剂抗药性杂草进化的田块进行定期，定位观察定点、定位连续观察（至少2・3年1次）。
4.2取样方法与样本数量种子：（药后）收集杂草成熟的种子，将每块麦田随机收集的5个取样点杂草种子放入一个样品袋（透气不易发霉、容易晾干），不同杂草种子放入不同的样品袋中。
小粒种子（如播娘蒿、葬菜）约200-300g;大粒种子（如蔺草、日本看麦娘）500-800g o草籽采集后，填写记录表格（见附表）；植株：（植株）药后至少2周后采集存活植株，单株保存；填写记录表格（见附表）。
杂草抗药性生物测定方法概述
摘 要 ：综 述 了国 内外 除草 剂 抗性 杂 草 的 生物 测 定 方法 ，阐述 了抗 药性 杂 草 的检 测 鉴 定体 系的 发展 趋 势 ，并指 出我 国在 抗 药性 杂草 监测 等 方 面存在 的 不足 。 关键 词 ： 除草剂 ，杂草抗 药性 ，生物 测定 ，检 测 鉴定 中 图分类 号 ：￥ ８ ． ４２ ４ 文献标 识 码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ — ４ ０（０ ８ ０ — １ ０ ０ ２ ５ ８ ２ ０ ）６ ４ — ５
亚硝酸浓度增加同时还放在400rmin摇床上于25黑暗中培养8d然后使光系统ii中的电子载体部位受到抑制根据组用微电极测培养基的电导率电导率的减少与织中亚硝酸还原酶的活性可鉴定抑制光合作用细胞生长量的增加成反比结果以相对于对照的除草剂抗性生物型
维普资讯
？钟学 ５ 翟堰
为 现代 农 业 生 产 体 系 的重 要 组 成 部 分 ．是 农 田
除 草技 术 中 最 可 靠 、最 经 济 的 手 段 。 当前 。农 作 物 的 杂 草 治 理 仍 然 以使 用 除 草 剂 为 主 ．然 而 抗 药性 杂 草 种 群 产 生 并 迅 猛 发 展 对 除 草 剂 的 使 用 和新 化 合 物 的研 发 提 出 了严 峻 挑 战 ，因此 建 立 一 套 抗 药 性 杂 草 的 检 测 技 术 ．尤 其 是 探 索 构 建 快速 检测 鉴定 体 系极 为必 要 。 １ 抗 药性 杂 草 的检测 鉴 定方 法 １ １ 整 株 水平 测定 整株 植 物测 定法 。一般 所 使 ．
收稿 日期 ：２ ０ — ４ ０ ０８ ０—２
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段 时 间后 ，把 带根 （ ３ ５ ｍ）的种 子转 移 到 长 ～ｍ
封 闭 的瓶 中 滤 纸 上 ，将 不 同浓 度 的 药 剂 溶 液 加
抗 药 性 监 测PPT课件
害虫对新的杀虫剂抗性的产生有加快的趋势
三、昆虫对杀虫剂产生抗药性的机制
杀虫剂经昆虫表皮、跗节、口器等途径进入体内 直至引起死亡的过程:
昆虫对杀虫剂产生抗性的原因
老鼠嘴巴越来越刁
蟑螂、蚊子练就“不坏金身”
行为机制 昆虫通过改变自身行为习性而避免或
减少与药剂接触，使其不被杀死。
表皮穿透性降低 由于表皮穿透性的降低而造成
单位：mg/L,g/m2等 LT50:在固定浓度下，受试生物死亡一半需要的时间 单位：分钟（min）或小时（hr）
击倒中时或中量
KT50：击倒受试生物一半需要的时间，单位:min或hr
KD50：击倒受试生物一半需要的剂量，单位:mg/kg， ug/g等，有时用ug/头
奔出效应
FT50：使蜚蠊跑出一半需要的时间，单位:min或hr FD50或FC50：使蜚蠊跑出一半需要的剂量，单位:mg/L, g/m2等
药能力，或昆虫的某些发育时期或某些生理状态下对药
剂的敏感性降低，称为耐药性。
抗药性的特点
抗药性是一个种群特征：
普遍性：杀虫剂普遍有抗性产生 广泛性：全球现象，分布很广 区域性：抗性发展程度的高低与当地的药剂选择压力 是正相关。抗药性的发展过程是月点→面→片。 遗传性 卫生害虫更易产生抗药性
显性等位基因
抗性基因的外显率
农药的使用历史
抗性个体的适合度
生物学因子 世代周期和繁殖力
单配偶、多配偶和孤雌生殖
种群流动性
昆虫的食性
抗性个体的生存竞争力和庇护
操作因子
药剂对昆虫的选择压力对害虫抗性产生有十分重要 的作用，它是受人类活动直接影响的。这类影响因素 属于人为抗性因子。 其中主要涉及农药的使用次数和使用量。 农药的使用次数越多、剂量越大，其持效期越长， 对害虫的选择时间越长。昆虫对药剂产生抗性的速度 越快，反之则慢。
杂草抗药性研究进展_张朝贤
Triallate 杀草强
1
3
4
Triazoles, ureas, isoxazolidiones Bleaching: Inhibition of carotenoid biosynthesis (unknown target) Amitrole
原卟啉原氧化酶抑制剂
抑制原卟啉原氧化酶
乙氧氟草醚
3
0
关键词：杂草；抗药性；抗药性机制；研究技术
Current Advances in Research on Herbicide Resistance
ZHANG Chao-xian1, NI Han-wen2, WEI Shou-hui1, HUANG Hong-juan1, LIU Yan1, CUI Hai-lan1, SUI Biao-feng1, ZHANG Meng1, GUO Feng1
Synthetic auxins 光系统 I 电子转移 Photosystem-I-electron diversion 在光系统 II 抑制光合作用
Diclofop-methyl
2,4-D
20
7
27
百草枯 Paraquat 绿麦隆
17
7
24
8
13
21
Ureas and amides 有机磷类
Glycines 二硝基苯胺类
Dinitroanilines and others 氨基甲酸酯类
Inhibition of photosynthesis at photosystem II 抑制 5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶 Inhibition of EPSP synthase 微管组合抑制剂
Microtubule assembly inhibition 抑制脂类合成
杂草识别与防除PPT
经济阈值：杂草群体在其与作物共生全生育期后引起的损失值等于除草成本时所处于的水平
3．杂草的危害阈值与防除阈值
2019
增加有机质，改善理化生物性状
01
2020
食物链----动物、天敌
02
2021
保护天敌
03
2022
食物、中药、饲料、基因库
04
（四）杂草的生态经济管理原则
杂草益处：防水土流失
杂草的生态经济管理原则
杂草的危害分阶段性，注重危害关键期 控制在生态经济危害水平之下 充分利用耕作、轮作、种植方式、栽培管理、植保措施 杂草与作物竞争发生在水、肥、光等生长因素不足的时候，丰富农田限制生长因素的水平 不同药剂轮换使用，避免抗药性产生 保护益草，防治害草 根除杂草是不现实的
9 生态适应性与抗逆性
1
多数为r 、k选择的中间型 r选择性----变化环境中选择下来，抗逆性
2
强、个体小、生长快、生命周
3
期短，如繁缕、反枝苋 k 选择性----稳定环境中，个体大、竞争力
4
强、生命周期长，芦苇、田旋 花等多年生杂草
抗逆性-----旱：土壤持水量28.5%，大豆旱死，稗草、野燕麦无恙
C4作物：玉米、高粱、谷子 3/16种主要作物
光合补偿点：马唐、玉米
6 C4 光合途径，迅速生长发育
7 杂合性 Heterozygosity
异花授粉、基因型突变----------基因型很少
01.
纯合，杂草混杂性-----抗性
02.
8 可塑性
不同条件下的大小、个数、生长量自我调节能力 藜、苋-----3-300cm, 5-百万粒 分蘖数 发芽率
杂草造成的损失（FAO 1986）
杂草是怎样检疫的？
杂草检疫⾸先是进⾏现场检疫，在现场检查货物本⾝和周围环境是否混有杂草籽，然后按规定的⽐例和⽅法扦取样品，于室内进⾏检查。
室内检验时，先称重标识样品再选择适宜的套筛 ( 或电动筛 ) 过筛，所⽤筛⼦⼀般为⼆层筛，过筛后，将筛过的样品倒⼊搪瓷盘内，其余各筛下物倒⼊⼩搪瓷盘或培养⽫内，分别进⾏杂草种⼦检查，即将样品及筛下物中的全部杂草种⼦挑选出来，再进⾏种⼦鉴定。
以假⾼粱为例：现场检疫时⽤⼩套筛过筛，在 1.5mm 筛的筛上物中检查产品中有⽆假⾼粱籽实，然后按标准扦取约⼀公⽄左右的样品于室内检验。
样品先⽤电动筛过筛，电动振荡三分钟后，对 2.5mm 以上的样品及 2.5-1.5mm 的筛下物于⽩搪瓷盘中检查。
⼀旦确定为假⾼粱种⼦后，要⽴即通知港区和货主，港区应⽴即停⽌卸货，货主应将该批货物的流向告知出⼊境检验检疫机构并通知具体⽤货单位存放好货物。
出⼊境检验检疫机构将派员⽴即了解⽤货单位所⽤货物的⽣产⽬的、⼯艺流程、产品流向及周围环境等，确信该批货物在此使⽤假⾼粱扩散和成活的可能性⼏乎为零时，才能允许使⽤，否则需把该批货物调离使⽤。
在⽤货单位加⼯使⽤过程中，仍需前往取样监管，以确保⽆具活⼒的假⾼粱种⼦扩散。
杂草的抗药性名词解释
杂草的抗药性名词解释杂草的抗药性名词解释：如何应对不断演化的威胁引言：杂草一直以来都被视为农业产业的头疼问题。
它们生长迅速，占据着农作物的阳光和营养资源，导致产量下降。
为了对抗这个问题，农民使用了各种化学草药来控制杂草的生长。
然而，随着时间的推移，杂草逐渐产生了抗药性。
本文将解释有关杂草抗药性的名词，并探讨如何应对这一不断演化的威胁。
一、抗药性：抗药性是指杂草对草药施肥剂的抗性能力。
当农民反复使用同一种化学施肥剂来控制杂草时，一小部分杂草可能具有对施肥剂的免疫力。
这些抗性杂草在后续的施肥剂处理中继续生长和繁殖，最终导致施药效果的降低。
二、如何产生抗药性：1. 遗传突变：草药抗药性的主要原因是遗传突变。
在杂草种群中，可能存在一小部分个体具有抗施肥剂的遗传突变。
由于持续施肥剂的压力，这些抗性个体能够存活并以抗性基因传给下一代杂草。
2. 施肥剂的特性：某些施肥剂具有选择性，只能控制特定类型的杂草。
因此，当农民长期使用同一种施肥剂时，容易导致其他杂草的抗药性增加。
三、抗药性的危害：1. 降低产量：抗药性杂草可以与农作物竞争阳光和养分资源，导致农作物的产量下降。
2. 增加农药使用：为了对抗抗药性杂草，农民不得不使用更多的施肥剂甚至混合施肥剂。
这不仅增加了农业生产成本，还会对环境和人类健康造成负面影响。
3. 生态平衡破坏：抗药性杂草的快速生长和繁殖破坏了生态系统的平衡。
这可能导致其他植物和动物物种濒临灭绝，破坏了生物多样性。
四、应对抗药性的措施：1. 轮作与混合种植：通过不断改变农作物种植地点和周期，可以减轻抗药性杂草的压力。
轮作和混合种植能够改变杂草生长的生态环境，从而降低它们的抵抗力。
2. 多种施药剂轮换：使用多种施药剂交替施用可以减少抗药性杂草的发生。
不同施药剂具有不同的作用机理，轮换使用可以避免杂草对某一种施药剂产生抗性。
3. 机械和物理控制：采用机械和物理方法来控制杂草的生长也是一种有效的手段。
例如，手工除草、使用覆盖物或光照屏蔽罩等方法可以减少杂草的生长。
农药学实验原理与方法
农药学实验原理与方法实验原理：1.农药的活性测定原理：农药的活性是指农药对害虫、杂草或病原体的杀灭能力或控制效果。
活性测定实验可以通过标准化的方法，评价农药对目标生物的毒杀能力。
2.农药的残留分析原理：农药残留分析是指对农药在农产品、土壤、水体等生物环境中，研究其残留量、残留时间、残留分布等相关问题的实验。
通过分析农产品中的农药残留，可以评估农药的使用量、使用方式对环境和人体的影响。
3.农药的毒理学实验原理：农药毒理学实验是通过对特定物种（如小鼠、大鼠、鱼类等）进行农药的急性毒性、亚急性毒性、慢性毒性、致癌性等方面的实验，评估农药对生物的毒害程度和毒性机理。
4.农药的生态毒理学实验原理：农药的生态毒理学实验主要研究农药对非靶标生物的毒性效应及其生态风险。
包括但不限于农药对土壤微生物、水生生物和非靶标昆虫等生物的影响。
实验方法：1.农药活性测定方法：a.生物测定法：采用试验动物、害虫、杂草等进行毒杀实验，评估农药的活性。
b.生物化学方法：通过测定农药对酶活性、氧化还原系统、代谢物等的影响，评估农药的毒杀机制。
2.农药的残留分析方法：a.色谱法：包括气相色谱（GC）和液相色谱（HPLC）等方法，分离和测定农药残留。
b.质谱法：使用质谱仪检测和鉴定农药残留。
3.农药的毒理学实验方法：a.急性毒性试验：通过口服、皮肤接触等方式对动物进行毒性实验。
b.亚急性毒性试验：连续多日或多周给动物饮用或饮食含有农药的溶液或饲料，观察动物的亚急性毒性反应。
c.致癌性试验：长期给动物喂食农药，观察动物的致癌性反应。
4.农药的生态毒理学实验方法：a.土壤生态毒性试验：将农药加入土壤中，观察土壤微生物的变化和对其他生物的影响。
b.水生生物毒性试验：将农药加入水培养水生生物，观察其生长、繁殖等指标的变化。
c.非靶标昆虫毒性试验：将农药加入非靶标昆虫的饲料或环境中，观察其死亡率、行为改变等。
以上是农药学实验原理与方法的介绍，实验原理包括活性测定、残留分析、毒理学和生态毒理学等方面，而实验方法则涉及到不同的分析技术和实验设计。
农业有害生物抗药性治理课程教学大纲
《农业有害生物抗药性治理》课程教学大纲课程编号：02027英文名称：Agricutural Pest Resistance on Pesticides一、课程说明1. 课程类别专业课程2. 适应专业及课程性质植物保护专业选修3. 课程目的学习本课程的主要目的是使学生了解农业有害生物产生抗药性的原因及抗性机制，掌握抗性治理措施，从而可科学、合理、安全地使用农药，指导有害生物治理。
4. 学分与学时学分为1.5.学时为325. 建议先修课程无机化学，有机化学，生物化学，植物学，植物生理，农药学，普通昆虫学，农业昆虫学，植物病理学，农业植物病理学，杂草学等6. 推荐教材或参考书目推荐教材：目前该课程还缺乏一本比较系统、完整的教材，教研组正在组织人员编写。
参考书目：（1）杀虫药剂的分子毒理学.张宗炳主编.农业出版社.1987年（2）昆虫毒理学.赵善欢主编.中国农业出版社.1993年（3）昆虫抗药性及其治理.唐振华主编.农业出版社,1993年（4）棉铃虫抗药性及其治理.沈晋良，吴益东著.农业出版社,1995年（5）昆虫抗药性的遗传与进化.唐振华,吴士雄著.上海科学技术文献出版社.1999年（6）杀菌剂毒理学.林孔勋主编.中国农业出版社.1992年（7）农业病虫抗药性问答.李显春、王荫长主编.中国农业出版社.1997年（8）农田杂草抗药性.黄建中主编.中国农业出版社.1995年（9）农药学.吴文君，罗万春主编.中国农业出版社.2008年（10）杀虫剂作用的分子行为.唐振华，毕强主编.上海远东出版社.2003年（11）Isaac Ishaaya (Ed.) Biochemical sites of insecticide action and resistance. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.20017. 教学方法与手段课堂讲授采用多媒体教学8. 考核及成绩评定考核方式：考查成绩评定：（1）平时成绩占40% ，形式有：实验成绩30％；出勤情况10％（2）课程作业占60%，形式有：课程作业9. 课外自学要求各阅读3篇有关农业害虫、植物病原菌、农田杂草抗药性研究的最新文献，写出读书笔记。
我国小麦田杂草抗药性 2015-9-26
硬草 Sclerochloa dura
麦田棒头草对炔草酯抗性水平
采集地 四川青神县麦田 四川西昌非耕地 棒头草（Polypogon fugax）
[Tang et al. (2014). Pesticide Biochemistry and Physiology]
在山东发现抗苯磺隆猪殃殃种群发生 在江苏麦田发现抗氯氟吡氧乙酸猪殃殃种群
[Sun et al. (2011). Agricultural Sciences in China] /
猪殃殃 Galium aparine var. tenerum
1.2 麦田杂草抗药性水平
• 在山东麦田发现抗苯磺隆麦家公种群。 • 江苏发现了抗苯磺隆大巢菜种群。
麦家公Lithospermum arvense
大巢菜 Vicia sativa
/
1.3麦田抗药性杂草的交互抗性
交互抗性：是指一种抗性杂草生物型对两种或多种作 用机理相同的除草剂表现抗药性。 多抗性：是指一种抗性杂草生物型对作用机理完全不同 的两种或两种以上除草剂表现抗药性。
我国小麦田杂草抗药性
报告人：董立尧
南京农业大学植物保护学院 除草剂毒理与抗药性实验室
报告内容
一、我国麦田杂草抗药性现状 1.1 麦田抗药性杂草及其分布 1.2 麦田杂草抗药性水平 1.3 麦田抗药性杂草的交互抗性 1.4 麦田抗药性杂草的多抗性 二、麦田杂草抗药性机理 2.1 靶标酶机理 2.2 代谢酶机理 三、杂草抗药性治理策略
植物抗药性（广义）：是指植物能抵抗田间剂量(应 注明剂量)条件下除草剂胁迫的遗传能力。包括原 先存在的不敏感特性(天然的抗药性即耐药性)和由 于除草剂的选择压而丧失敏感性以及基因工程授 予作物的抗药性（即耐除草剂转基因作物）。 杂草抗药性（狭义抗药性、获得性抗性）：是指由 于除草剂的选择压导致植物丧失敏感性而形成的 抵抗除草剂的遗传能力。 天然抗药性（耐药性）：植物自身具备的能够抵抗 除草剂伤害而保存自己的遗传能力。
农田杂草抗性机理及防治对策
农田杂草抗性机理及防治对策农田杂草是指那些生长在农作物田间的各种草本植物，它们不仅会影响作物生长的光线、水分和养分供应，还会与作物竞争养分和空间资源，降低农田的产量和品质。
而杂草的抗性机理是指杂草适应或耐受农药等控制手段，无法有效地被防治的情况。
农田杂草的抗性机理主要包括生物学和生态学两个方面。
生物学方面，杂草抗性主要表现为基因突变和基因转移，使其能够耐受常规剂量的农药。
而生态学方面，杂草抗性主要表现为生长周期和繁殖方式的适应性变化，使其具备更快的生长速度和繁殖能力。
这些变化使杂草能够在农作物田间迅速扩张，并对农田产生更大的损害。
针对农田杂草抗性的机理，我们可以采取以下的防治对策：1.多种防治手段结合使用：单一的防治手段容易导致杂草抗性的产生。
因此，在防治杂草时，可以采取多种手段的结合使用，如物理防治、生物防治和化学防治相结合，以提高防治的效果。
2.合理使用农药：农药是防治杂草的重要手段，但不合理使用农药易导致杂草抗性的产生。
因此，在使用农药时，应根据杂草种类和生长周期合理选择农药，并按照使用说明进行正确使用。
3.土壤改良和合理轮作：杂草抗性与土壤质量息息相关，因此，进行土壤改良和合理轮作可以有效控制杂草生长。
土壤改良可以提高农作物的抗逆性和竞争能力，减少杂草的生长空间；而合理轮作可以打断杂草的生长周期，减少其繁殖机会。
4.加强监测和预警：定期对农田进行杂草监测和预警，及时采取相应的防治措施。
监测可以帮助了解杂草的种类和分布情况，预警可以提前预知杂草的生长条件和扩张趋势，以便及时制定防治方案。
5.种类选择和优化栽培管理：选择抗性强、适应能力强的农作物品种，并结合优化的栽培管理措施，可以减少杂草的生长空间和机会，提高农田的竞争力。
总之，农田杂草抗性机理复杂多样，在防治过程中需要综合运用各种手段，加强监测和预警工作，以及优化管理措施，才能有效地控制杂草的生长和繁殖，提高农田的产量和品质。
杂草抗药性分子机制研究进展
杂草抗药性分子机制研究进展项青（芜湖职业技术学院园林园艺学院，安徽芜湖241003）摘要：杂草是导致粮食产量损失的重要因素。
杂草的防治主要依赖除草剂的应用。
长期、频繁、大量地使用除草剂，导致田间杂草对现有的除草剂都产生了严重的抗性。
抗药性快速发展导致除草剂防效降低。
为保障粮食产量，就需要使用更大剂量的除草剂，加剧抗药性的发展，这样的恶性循环不仅可能导致将来无药可用的后果还会导致对生态环境的严重污染。
治理杂草对除草剂的抗性的重点在于明确抗药性形成的机制。
本文主要就杂草抗药性机制和研究技术，对近期的研究进展进行综述，并探讨新技术在杂草抗药性研究中的应用前景。
关键词：杂草；抗药性；分子机制；研究技术中图分类号：S451文献标识码：A 文章编号：1005-7897（2022）06-0196-030引言杂草与人类生活息息相关，其影响最大的方面就是农业生产。
虽然农业生产中植物病原物、农业害虫和农田杂草均会给作物的产量和质量造成巨大的损失，但其中以杂草造成的损失最大，可以造成34%的产量损失[1]。
杂草主要通过与农作物竞争水分、肥料、生存空间和的阳光等，影响作物的正常生长发育，从而影响作物的产量和质量。
除此之外，一些杂草还会作为病原物的载体，传播病原。
因此，防治杂草是保障粮食产量的重要方式。
在化学除草剂出现之前，主要是通过物理防治，在田间人工拔除杂草。
20世纪30年代，化学除草剂被用于防治杂草，最初除草剂能够很好地对杂草进行防治，但是随着大量、长期、频繁地使用，杂草逐渐对现有的除草剂均产生了抗性[2]。
由于杂草和作物之间高度的相似性，因此目前大部分的除草剂都为选择性的除草剂。
杂草对选择性除草剂的抗性发展较广谱的除草剂更快。
目前，杂草已经对几乎所有类型的除草剂均产生了抗性。
杂草抗药性的产生导致除草剂的防效降低。
为保证粮食产量，就需要使用更加大剂量的除草剂，这又会加剧抗药性的发展，形成一个恶性循环，最终会导致无药可用的后果。
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呼吸速 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
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。
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 ） 。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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
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。
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
对于已经获知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
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。
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
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
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
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
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。