马唐对莠去津抗药性机理研究

Digitaria sanguinalis (L.)Scop. is one of the most serious noxious weeds and spreads extensively in different crop of China. Studies found Digitaria sanguinalis (L.)Scop. have developed resistance to atrazine in sugarcane. In this study, absorption and translocation of atraizne were determined using luminescent quantum dot technology in vivo. To elucidate metabolism pathyways, metabolites of atrazine were identified with HPLC,GC-MS and LC-MS. We were compared with different protein using SDS-PAGE and identified protein with MALDI-TOF-MS. DNA sequence analysis of the chloroplast psbA gene encoding the D1 protein of PS II, the target site of PS II inhibitors, identified a point mutation in the atrazine-resistant population.The results showed resistance mechanism,provided theoretical basis for prolonging life of herbicides and controlling weed in crop.

马唐是危害最为严重的禾本科恶性杂草之一，广泛分布于全国各种作物田，严重影响作物的产量和品质。莠去津是甘蔗田除草剂的当家品种，但目前已发现甘蔗田马唐对莠去津产生抗性。本项目运用量子点荧光标记技术检测莠去津在敏感和抗性马唐中吸收和传导的差异；利用气质、液质联用仪，通过与莠去津及代谢产物标准品比对、与NIST/Willey 谱库标准谱图匹配等方法鉴定代谢产物，比较莠去津在敏感和抗性马唐代谢途径的差异性；使用SDS-PAGE比较差异蛋白，使用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱对蛋白质进行鉴定；使用RT-PCR技术，获得不同生物型马唐psbA基因的全长cDNA，通过克隆、测序、比对，确定psbA基因的突变位点。本项目的研究结果不仅可揭示马唐对莠去津的抗药性机理，而且为延长农药的使用寿命和科学控制农田草害提供理论依据，应用前景广阔。

针对广西甘蔗区抗莠去津的恶性杂草马唐，开展广西甘蔗田间杂草马唐( Digitaria sanguinalis) 对莠去津的抗药性及抗性机理的研究。2014-2018年间采集了广西主要甘蔗区等87个地点209个马唐种群；明确广西蔗区马唐对莠去津的抗药性水平及抗性分布情况，对莠灭净、敌草隆和环嗪酮存在交互抗性。通过比较敏感和抗性马唐种群对莠去津的吸收和代谢，发现敏感和抗性种群对莠去津的吸收无显著差异，莠去津在柳州种群中快速代谢，24h后降解率为90%，与敏感种群存在显著性差异；对莠去津的靶标基因 psbA 克隆、测序和比对分析，没有发现抗性种群psbA 基因发生突变；使用GST和P450酶抑制剂对莠去津防除马唐影响和通过敏感和抗性种群的GST酶活进行分析，发现GSTs 的活性增强与马唐对莠去津的抗性相关。这些结果能够为广西甘蔗区马唐抗性监测和治理提供科学依据。