播娘蒿对AHAS抑制剂类除草剂的抗药性分子机制研究

本项目以采自我国不同用药历史麦田的播娘蒿种群为试材，采用生物测定方法检测其抗药性指数；根据播娘蒿AHAS基因序列将AHAS上的SNP位点转化dCAPS和Bi-PASA标记，对不同抗药性水平的试材进行分子检测，明确突变位点及突变类型；采用生物学与靶标酶活性测定，研究不同突变类型的播娘蒿抗药性生物型对AHAS抑制剂的交互抗性；AHAS活体活性与Real Time PCR技术相结合，分析AHAS抑制剂的作用下不同抗药性生物型AHAS表达及酶活性的差异；通过AHAS转化酵母和拟南芥，验证基因功能，明确AHAS基因突变与交互抗性的关系。该研究结果既可为杂草抗药性研究提供快速、准确的分子检测手段，又可为抗除草剂育种提供新的基因；不但可以丰富我国杂草抗药性遗传背景及其分子基础研究的理论，而且对明确我国麦田播娘蒿对AHAS抑制剂的抗药性水平、制订抗药性杂草治理策略有重要参考价值。

项目调查了我国11个省（直辖市）270多块农田播娘蒿，在7个省（直辖市）的47块农田发现了抗药性种群，其中高抗性种群对苯磺隆的抗性指数达到了1500多倍，明确了我国麦田播娘蒿对苯磺隆的抗性水平及分布；通过生物测定明确了不同抗药性种群对其他几种AHAS抑制剂的交互抗性谱和交互抗性水平差异；通过靶标酶活性及表达水平分析，明确了抗药性生物型的靶标酶AHAS对苯磺隆的敏感性降低，是其产生抗性的主要原因，抗药性生物型与敏感生物型相比AHAS表达水平无显著差异；通过分子生物学方法分析不同抗药性生物型AHAS基因的突变类型，明确了播娘蒿有两个AHAS基因，且其中一个AHAS的574位发生突变导致其交互抗性谱和抗性水平都显著高于197位突变的生物型，将播娘蒿AHAS基因SNP位点转化dCAPS，为抗药性监测与检测建立了简单高效的方法；克隆了播娘蒿AHAS基因全长，转化酵母和拟南芥，并获得稳定表达外源基因的阳性克隆，进一步明确了AHAS基因突变与抗药性的关系，也为抗药性基因的发掘应用提供了依据。