杂草抗药性检测方法

ACCase 基因突变位点
标准参照：鼠尾看麦娘 A. myosuroides
Powles and Yu, 2019 Ann Rev Plant biology
Lolium multiflorum
Shiv Shankhar Kaundun
Pest Manag Sci 2019; 66: 1249–1256
计算抗性指数
敏感
抗性-1
抗性-2 抗性-3
Shiv Shankhar Kaundun Pest Manag Sci 2019; 66: 1249–1256
生物测定
MP11-3# 敏感
MP11-6# 抗
MP11-7# 抗
20g a.i./ha苯磺隆用药后21天
2（河北）/16（河北、山东、河南、陕西）
日本看麦娘对3类ACCase抑制剂的交互抗性模式
S 2027位 突变
1781位 突变
精噁唑禾草灵 APP
炔草酯 APP
烯草酮 CHD
唑啉草酯 PPZ
Cui et al., Weed Technology 2019 29:444–450
草甘膦抗性
Palmer amaranth (Amaranthus palmeri) cDNA分析；基因拷贝数是敏感的8倍，拷贝数和表达量呈现正相关；
大穗看麦娘标本。此标本于1876年5月在 俄国的葡萄园内采集而来，保存在日内
瓦的植物公园内（瑞士）。这个标本为 Alopecurusagrestis，是A. myosuroides （大穗看麦娘）以前的名称
样本：734个；DNA提取不成功：49个；成功的：685个 在采集于1888年的一株大穗看麦娘内检测出除草剂抗性ACC酶
Leu1781等位基因（法国）。
1781突变生长更旺盛？
低剂量下 Lolium rigidum快速形成抗药性
Neve and Powles (2019) Theor Appl Genet
抗药性形成影响因素
除草剂选择压（频度，剂量） 生态适合度 基因流（花粉….） 抗性基因型的初始频度
抗药性机理研究
EPSPS gene amplification and glyphosate resistance
Gains et al. 2019 PNAS
草甘膦抗性
一个多抗性案例：牛筋草同时抗glufosinate, glyphosate, paraquat and ACCaseinhibiting herbicides
在当季对田间疑似抗性植株进行早期诊断，根据诊断结果给出合理用药方案
培养容器
三角瓶
发芽盒
组培专用容器
培养皿
菵草
精噁唑禾草灵的检测浓度 为0.4uM
精噁唑禾草灵剂量为： 0、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8、 1.0
用花粉检测看麦娘对ACCase类除草剂的靶标抗性
随着芳氧苯氧丙酸类除草剂的浓度的增加，三个种群的花粉萌发情况受到显 著影响。A为精恶唑禾草灵；B炔草酸；S为敏感种群；Rm为中度抗性或非抗 性；Rh1和Rh1为分别对芳氧苯氧丙酸类和环己烯酮类具有高抗性的种群；
122
197 205
标准参照：拟南芥 376 377 574 653 654
交互抗性？
weedscience.org
杂草对ACCase抑制剂的抗性
• 约48种抗性杂草
质体 ACCase:
同质型：敏感
ACCase: >2000 aa
异质型：不敏感
TP BC
BCC
CT
BC: biotin carboxylase 生物素羧化酶 BCC: biotin carboxyl carrier 生物素羧基载体蛋白 CT: carboxyl transferase 羧基转移酶
吡嘧磺隆20g a.i./ha为1倍剂量
0
1/64 1/32 1/16 1/8 1/4 1/2 1 2 4
8 16倍
生物测定
生物测定
杂草抗药性检测
l 种子生物测定法
通过种子在一定浓度梯度除草剂中的萌发率或胚根（胚芽）长度， 建立剂量与杂草发芽（长度）的关系。
种子测定法检测不同日本看麦娘种群对高效氟吡甲禾灵的抗性水平 (A-F种群) 杨彩宏，等. 中国农业科学， 2019,40（12）：2759-2765.
靶标抗性
突变 过量表达
非靶标抗性
代谢 吸收、传导 隔离
靶标突变
除草剂
除草剂
靶标酶
靶标酶
靶标过量表达
除草剂
靶标酶
靶标抗性杂草
• ALS抑制剂抗性 • ACCase抑制剂抗性 • 草甘膦抗性 • ……
杂草对ALS抑制剂的抗性
• 约159种抗性杂草
ALS 突变位点
编码区全长≈ 2000bp
内含子、基因拷贝数？
l RISQ （Resistance in Season Quick ）快速检测法
2019，
l RISQ （Resistance in Season Quick ）快速检测法
称取琼脂粉
与一定体积的 水混合
加热溶解
温度降至60度， 加除草剂
移栽到培养基
吸干表面水分
植株分开，洗 净根部泥土
混匀后倒入培 养皿等容器
杂草抗药性检测方法
崔海兰 中国农业科学院植物保护研究所
cuihailan413163
抗药性杂草的形成
除草剂选择压
ALS抑制剂： ACCase抑制剂： 其他除草剂：
1/100,000？ 1/1,000,000 ？ 1/10,000来自百度文库000 ？
激素类&草甘膦： 1/100,000,000 ？
Heap，2019
JALALUDINA, YU Q & POWLES SB (2019). Multiple resistance across glufosinate, glyphosate, paraquat and ACCase-inhibiting herbicides in an Eleusine indica population. Weed Research 55, 82–89.
抗药性杂草检测方法
• 生物测定方法
§整株测定（盆栽） §种子测定法 §花粉管萌发法 §琼脂法
• 靶标抗性的快速分子检测
§测序 §PCR §PCR+酶切 §LAMP。。。。
种子采集、整理、保存
杂草抗药性水平检测
l 整株植物测定法（剂量反应曲线Dose response experiments）
通过整株杂草生物量对除草剂系列浓度的反应，建立剂量与生物量的关系， 以地上部生物量受药剂的抑制程度来评价其对除草剂抗性。 生长抑制中量 使杂草地上部鲜重比不用药处理降低50%的药剂剂量